RU2517994C2 - Bypass magnetic control valve of discrete action with wear protection (versions) - Google Patents
Bypass magnetic control valve of discrete action with wear protection (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2517994C2 RU2517994C2 RU2009100544/06A RU2009100544A RU2517994C2 RU 2517994 C2 RU2517994 C2 RU 2517994C2 RU 2009100544/06 A RU2009100544/06 A RU 2009100544/06A RU 2009100544 A RU2009100544 A RU 2009100544A RU 2517994 C2 RU2517994 C2 RU 2517994C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- washer
- rod
- valve
- sleeve
- wear
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к запорной арматуре и может быть использовано в устройствах измерения дебита нефтяных скважин для перепуска рабочей среды из сосуда в сосуд.The invention relates to valves and can be used in devices for measuring the flow rate of oil wells to bypass the working medium from vessel to vessel.
Известен магнитный клапан, содержащий немагнитные корпус с седлом и установленные в нем по оси два регулируемых цилиндрических постоянных магнита, между которыми установлен запорный орган с размещенным в нем кольцевым постоянным магнитом, и расположенный в корпусе со стороны седла дополнительный кольцевой постоянный магнит, коаксиальный магниту в запорном органе и ближнему к седлу регулируемому магниту, причем полюс последнего и также одноименный ему полюс дополнительного магнита направлены к разноименному им полюсу магнита в запорном органе, другой полюс которого направлен к одноименному ему полюсу регулируемого магнита в противоположном седлу конце корпуса, при этом в торце запорного органа выполнены цилиндрические проточки с возможностью ввода в них полюсов регулируемых магнитов для фиксирования запорного органа в крайних положениях (SU, авторское свидетельство №1180627 А, от 23.09.85, МПК F16K 31/08).A known magnetic valve comprising a non-magnetic housing with a saddle and two adjustable cylindrical permanent magnets mounted in it along the axis, between which a locking member with an annular permanent magnet placed therein, and an additional annular permanent magnet located in the housing on the saddle side, is coaxial to the locking magnet an organ and an adjustable magnet closest to the saddle, the pole of the latter and also the pole of the additional magnet of the same name directed to the opposite pole of the magnet in constipation body, the other pole of which is directed to the pole of the adjustable magnet of the same name at the opposite end of the casing, with cylindrical grooves made in the end of the shutter with the possibility of inserting poles of adjustable magnets into them to fix the shutter in extreme positions (SU, copyright certificate No. 1180627 A, from 09/23/85, IPC F16K 31/08).
Известный клапан имеет ряд недостатков:The known valve has several disadvantages:
- ослаблена потенциальная возможность силового взаимодействия магнитных полей постоянных магнитов наличием на них слоя немагнитного материала, а также тем, что все магниты расположены по отношению друг к другу коаксиально, не полюс в полюс, и вследствие этого силовое взаимодействие магнитных полей осуществляется значительно ограниченной их частью;- the potential possibility of the force interaction of the magnetic fields of permanent magnets by the presence of a layer of non-magnetic material on them, as well as the fact that all the magnets are located coaxially with respect to each other, not the pole to the pole, is weakened, and as a result, the force interaction of the magnetic fields is carried out by a significantly limited part of them;
- возможно лишь регулирование величины перепада давления рабочей среды на клапане только на момент его открытия, регулирование же величины перепада давления рабочей среды на момент закрытия ограничено;- it is only possible to control the magnitude of the differential pressure of the working medium on the valve only at the time of its opening, while the regulation of the magnitude of the differential pressure of the working medium at the time of closing is limited;
- диапазон регулирования величины перепада давления рабочей среды при открытии определяется только потенциальными возможностями магнитов, что значительно сужает область применения клапанов по перепаду давления рабочей среды на нем.- the range of regulation of the magnitude of the differential pressure of the working medium when opening is determined only by the potential capabilities of the magnets, which significantly narrows the scope of the valves for the differential pressure of the working medium on it.
Известен клапан магниторегулируемый, содержащий корпус с перегородкой, выполненной из металла, подпружиненный запорный орган со штоком, изготовленные из металла, пружину, седло, шайбу из магнитного материала на штоке, два кольцевых постоянных магнита, два магнитопровода, дроссель в виде металлического дросселирующего диска в проходном канале седла, жестко скрепленный с запорным органом, манжету из эластомера, закрепленную на седле, распорную втулку из немагнитного материала между магнитопроводами, один из которых выполнен в виде втулки, ввернутой по резьбе в корпус, и резьбовой пробки в ней (RU, патент №2307279 С2 на изобретение от 27.09.2007, МПК F16K 31/08).Known magnetically-controlled valve containing a housing with a baffle made of metal, a spring-loaded locking body with a rod made of metal, a spring, a seat, a washer made of magnetic material on the rod, two annular permanent magnets, two magnetic circuits, a throttle in the form of a metal throttling disk in the passage the channel of the saddle, rigidly fastened with a locking body, a cuff of elastomer mounted on the saddle, a spacer sleeve of non-magnetic material between the magnetic cores, one of which is made in the form of bushings Screwed on a thread in the housing, and a threaded plug therein (RU, patent for invention №2307279 C2 of 27.09.2007, IPC F16K 31/08).
Известный клапан магниторегулируемый имеет ряд недостатков:The known valve magnetically has several disadvantages:
- незначительность диапазона регулирования величины перепада давления рабочей среды на клапане по причине ограниченности возможностей кольцевых постоянных магнитов, что значительно сужает область применения клапана;- the insignificance of the control range of the differential pressure of the working medium on the valve due to the limited capabilities of the ring permanent magnets, which significantly narrows the scope of the valve;
- размагничивание постоянных магнитов и выход из строя эластомерной манжеты вследствие значительной величины скорости перемещения подвижной системы элементов: шток с шайбой и запорным органом с дросселем; что приводит к излишней величине ударного воздействия подвижной системы элементов в крайних точках хода штока на постоянные магниты и эластомерную манжету. При посадке с ударом запорного органа на седло, а также при соприкосновении с ударом шайбы с магнитопроводами ударные воздействия приводят к постепенному размагничиванию кольцевых магнитов из-за их сотрясения и к разрушению манжеты в результате динамической деформации ее сверх пределов упругости эластомера, и в том числе вследствие невозможности диссипации энергии деформации по причине скоротечности процесса по времени. При посадке запорного органа на седло коническая поверхность запорного органа вначале соприкасается с кромкой эластомерной манжеты. При дальнейшем перемещении вниз запорного органа кромка должна скользить относительно конической поверхности вверх со скоростью, равной по величине скорости перемещения запорного органа вниз. При этом стенка юбки манжеты должна наклоняться внутрь к центру по радиусу, сжимаясь в окружном направлении, чтобы в конце движения (посадке на седло) запорного органа принять форму, адекватную его конической поверхности. Но скольжение осуществляется со значительным трением эластомера о металл. Скорость скольжения под воздействием сил трения и инерции стенки отстает по величине от скорости перемещения запорного органа, поэтому стенка юбки манжеты деформируется по высоте сверх пределов упругости эластомера до тех пор, пока величина скорости скольжения кромки под воздействием накопленной силы реакции сдеформированной стенки не сравняется с величиной скорости перемещения запорного органа и не превысит ее. По окончании перемещения вниз запорного органа кромка проскользит вверх, пока стенка не примет форму конической поверхности запорного органа, первоначальная динамическая деформация стенки по высоте уменьшится, но не до конца, этому помешают силы трения стенки о коническую поверхность под воздействием упругости юбки манжеты и перепада давления рабочей среды на нее. Чем больше скорость перемещения запорного органа вниз, тем больше первоначальная динамическая и остаточная деформация стенки по высоте, тем раньше запорный орган разобьет эластомерную манжету вплоть до ее полного разрушения; электрохимическая коррозия штока в месте сопряжения его с перегородкой и магнитопроводом, вызванная блуждающими электротоками, индуцированными перемещением шайбы в магнитном поле постоянных магнитов;- demagnetization of permanent magnets and failure of the elastomeric cuff due to the significant magnitude of the speed of movement of the moving system of elements: a rod with a washer and a locking element with a throttle; which leads to an excessive value of the impact of the mobile system of elements at the extreme points of the stroke of the rod on the permanent magnets and elastomeric cuff. When landing with a strike of a locking member on a saddle, as well as in contact with a hit of a washer with magnetic cores, impact effects lead to a gradual demagnetization of ring magnets due to their shaking and to the destruction of the cuff as a result of its dynamic deformation beyond the elastic limits of the elastomer, including the impossibility of dissipation of the strain energy due to the transience of the process over time. When the locking member is seated on the saddle, the conical surface of the locking member first contacts the edge of the elastomeric cuff. With further downward movement of the locking member, the edge should slide relative to the conical surface upward at a speed equal to the speed of the locking member downward. In this case, the wall of the cuff skirt should tilt inward toward the center along the radius, compressing in the circumferential direction, so that at the end of the movement (landing on the saddle) of the locking member, it takes a shape adequate to its conical surface. But the slip is carried out with significant friction of the elastomer on the metal. The sliding speed under the influence of friction forces and the inertia of the wall lags in magnitude from the speed of movement of the locking member, therefore, the wall of the cuff skirt is deformed in height above the elastic limits of the elastomer until the sliding speed of the edge under the influence of the accumulated reaction force of the deformed wall is equal to the velocity displacement of the locking organ and does not exceed it. Upon completion of the downward movement of the locking member, the edge slides upward until the wall takes the form of a conical surface of the locking member, the initial dynamic wall deformation in height decreases, but not to the end, this is prevented by the friction forces of the wall against the conical surface under the influence of the elasticity of the cuff skirt and the working pressure drop Wednesday at her. The higher the speed of movement of the locking member down, the greater the initial dynamic and residual deformation of the wall in height, the earlier the locking member will break the elastomeric cuff until it is completely destroyed; electrochemical corrosion of the rod at its interface with the partition and the magnetic circuit caused by stray electric currents induced by the movement of the washer in the magnetic field of permanent magnets;
- износ и разрушение штока и перегородки в местах их сопряжения, вызванные вибрацией запорного органа под гидродинамическим воздействием потока рабочей среды с неравномерными полями скорости и плотности, подаваемого под запорный орган. Запорный орган имеет форму чаши, обращенной полостью навстречу потоку, что, является причиной вынужденных колебаний его при обтекании потоком в крайне неблагоприятных условиях. Размах и сила колебаний запорного органа усугубляется наличием радиального зазора в месте сопряжения штока с перегородкой. Величина зазора постоянно увеличивается вследствие их электрохимической коррозии. Продольные перемещения штока относительно перегородки, со значительной радиальной силой прижимающегося к ней при колебаниях, изнашивают оба элемента в процессе трения, результативность которого повышается за счет увеличения шероховатости трущихся поверхностей из-за электрохимической коррозии. Сила прижатия достигает значительной величины по причине жесткости материала (металл) перегородки, неспособной вследствие этого демпфировать колебания запорного органа с целью уменьшения силы прижатия штока к перегородке. Сочетание всех этих неблагоприятных факторов приводит к износу в лавинообразной форме штока и перегородки в месте их сопряжения и в итоге к их разрушению;- wear and destruction of the rod and septum at their interface, caused by vibration of the shut-off element under the hydrodynamic influence of the flow of the working medium with uneven fields of speed and density supplied under the shut-off element. The locking body has the shape of a bowl, facing the cavity towards the flow, which is the reason for its forced oscillations when flowing around in extremely unfavorable conditions. The magnitude and strength of the oscillations of the locking member is exacerbated by the presence of a radial clearance at the interface between the stem and the septum. The gap is constantly increasing due to their electrochemical corrosion. The longitudinal displacements of the rod relative to the septum, with a considerable radial force pressing against it during oscillations, wear out both elements in the process of friction, the effectiveness of which increases due to an increase in the roughness of the rubbing surfaces due to electrochemical corrosion. The pressing force reaches a significant value due to the rigidity of the material (metal) of the septum, which is therefore incapable of damping the oscillations of the closure member in order to reduce the force of pressing the rod against the septum. The combination of all these unfavorable factors leads to wear in an avalanche-like form of the rod and septum at the place of their conjugation and, as a result, to their destruction;
- обрастание парафином рабочего органа и дросселя, что нарушает работу клапана;- fouling with paraffin of the working body and the throttle, which disrupts the valve;
- значительные радиальные нагрузки на перегородку от штока при его колебаниях усугубляются большой массой запорного органа и дросселя, изготовленных из металла и к тому же консольно относительно перегородки закрепленных на штоке.- significant radial loads on the baffle from the rod during its fluctuations are exacerbated by the large mass of the locking element and the throttle made of metal and, moreover, cantilevered relative to the baffle mounted on the rod.
Известный клапан магниторегулируемый наиболее близок к изобретению по технической сути и достигаемым техническим результатам.The known valve magnetically closest to the invention in technical essence and achieved technical results.
Технической задачей изобретения является повышение долговечности и надежности работы клапана перепускного магниторегулируемого дискретного действия с защитой от износа путем снижения вероятности размагничивания постоянных магнитов и уменьшения величины динамической деформации эластомерной манжеты при посадке запорного органа на седло за счет сокращения величины скорости перемещения штока, а также путем устранения возможности электрохимической коррозии деталей клапана, уменьшения веса запорного органа и дросселя, демпфирования колебаний штока и снижения вероятности обрастания парафином рабочего органа и дросселя, кроме того задачей является расширение диапазона регулирования перепада давления рабочей среды на клапане увеличением силового взаимодействия магнитных полей постоянных магнитов путем установки дополнительных магнитов и эффективным их взаиморасположением.An object of the invention is to increase the durability and reliability of the valve bypass magnetically controlled discrete action with protection against wear by reducing the likelihood of demagnetization of permanent magnets and reduce the magnitude of the dynamic deformation of the elastomeric cuff when the shut-off valve is seated on the seat by reducing the speed of the rod, and also by eliminating the possibility electrochemical corrosion of valve parts, reducing the weight of the locking element and throttle, damping oscillations of the rod and reduce the likelihood of paraffin fouling of the working element and the throttle, in addition, the task is to expand the range of regulation of the differential pressure of the working medium on the valve by increasing the force interaction of the magnetic fields of permanent magnets by installing additional magnets and their effective relative position.
1. Техническая задача по клапану перепускному, содержащему металлические корпус, подпружиненный запорный орган со штоком, изготовленные из металла, пружину, седло, шайбу из магнитного материала на штоке, два кольцевых постоянных магнита, два магнитопровода по обеим сторонам шайбы, дроссель в виде металлического дросселирующего диска в проходном канале седла, жестко скрепленный с запорным органом, манжету из эластомера, закрепленную на седле, распорную втулку из немагнитного материала между магнитопроводами, один из которых выполнен в виде резьбовой втулки, ввернутой в корпус, и резьбовой пробки в ней, решается согласно изобретению тем, что резьбовая втулка с резьбовой пробкой выполнены как единый монолитный верхний магнитопровод, в расточке которого над шайбой установлен сменный верхний кольцевой постоянный магнит, нижний кольцевой постоянный магнит, обращенный разноименным полюсом к полюсу верхнего, установлен в выточке шайбы снизу ее, клапан включает также третий дополнительный кольцевой постоянный магнит, установленный в выточке нижнего магнитопровода под шайбой и обращенный разноименным полюсом к полюсу нижнего, кроме того, в сопряжении штока и нижнего магнитопровода установлена подшипниковая втулка из антифрикционного, износостойкого, неэлектропроводного материала, в корпусе установлен демпфер из упруго полимера, в сопряжении которого со штоком установлена подшипниковая втулка из антифрикционного, износостойкого, неэлектропроводного, стабильного в рабочей среде материала, запорный орган, выполненный из упругого, износостойкого, антифрикционного полимера, обжат сверху и снизу подпорными металлическими шайбами, покрытыми облицовочными дисками, выполненными как дросселирующий диск, так и дистанционная втулка, из полимера с низкой адгезией к парафину.1. The technical task of the bypass valve, containing a metal body, a spring-loaded locking element with a rod, made of metal, a spring, a seat, a washer made of magnetic material on the rod, two annular permanent magnets, two magnetic circuits on both sides of the washer, a throttle in the form of a metal throttling a disk in the passage channel of the saddle, rigidly fastened to the locking member, an elastomer cuff mounted on the saddle, a spacer sleeve of non-magnetic material between the magnetic cores, one of which is made in de threaded sleeve screwed into the housing, and the threaded plug in it, is solved according to the invention in that the threaded sleeve with a threaded plug is made as a single monolithic upper magnetic circuit, in the bore of which a removable upper annular permanent magnet is installed above the washer, the lower annular permanent magnet facing opposite pole to the pole of the upper one, installed in the undercut of the washer from below, the valve also includes a third additional ring permanent magnet installed in the undercut of the lower magnetic circuit under the washer and facing the opposite pole to the pole of the lower, in addition, in the conjugation of the rod and the lower magnetic circuit, a bearing sleeve of antifriction, wear-resistant, non-conductive material is installed, a damper made of resilient polymer is installed in the housing, in conjunction with the rod there is a bearing sleeve of antifriction, wear-resistant, non-conductive material stable in the working environment, a locking member made of an elastic, wear-resistant, antifriction polymer is compressed from above and below by retaining etallicheskimi washers are lined discs made as a throttling disk and the spacing collar, of a polymer having low adhesion to the wax.
2. Техническая задача по клапану перепускному, содержащему металлический корпус, подпружиненный запорный орган со штоком, изготовленные из металла, пружину, седло, шайбу из магнитного материала на штоке, два кольцевых постоянных магнита, два магнитопровода по обеим сторонам шайбы, дроссель в виде металлического дросселирующего диска в проходном канале седла, жестко связанный с запорным органом, манжету из эластомера, закрепленную на седле, распорную втулку из немагнитного материала между магнитопроводами, один из которых выполнен в виде резьбовой втулки, ввернутой в корпус, и резьбовой пробки в ней, решается согласно изобретению тем, что резьбовая втулка с резьбовой пробкой выполнены как единый монолитный верхний магнитопровод, кольцевые постоянные магниты одноименными полюсами навстречу друг к другу установлены в выточках шайбы, с обеих ее сторон, в сопряжении штока и нижнего магнитопровода установлена подшипниковая втулка из антифрикционного, износостойкого, неэлектропроводного материала, в корпусе установлен демпфер из упругого полимера, в сопряжении которого со штоком установлена подшипниковая втулка из неэлектропроводного, антифрикционного, износостойкого, стабильного в рабочей среде материала, запорный орган, выполненный из упругого, износостойкого, антифрикционного полимера, обжат сверху и снизу подпорными металлическими, шайбами, покрытыми облицовочными дисками, выполненными как дросселирующий диск, так и дистанционная втулка из полимера с низкой адгезией к парафину.2. The technical problem of the bypass valve, containing a metal casing, a spring-loaded locking element with a rod, made of metal, a spring, a seat, a washer made of magnetic material on the rod, two annular permanent magnets, two magnetic circuits on both sides of the washer, a throttle in the form of a metal throttling a disk in the passage channel of the seat, rigidly connected to the locking member, an elastomer cuff mounted on the seat, a spacer sleeve of non-magnetic material between the magnetic cores, one of which is made in the form the threaded sleeve screwed into the housing and the threaded plug in it, is solved according to the invention in that the threaded sleeve with a threaded plug is made as a single monolithic top magnetic circuit, ring permanent magnets with the same poles opposite each other are installed in the washers of the washer, on both sides of it, in the conjugation of the rod and the lower magnetic circuit there is a bearing sleeve made of antifriction, wear-resistant, non-conductive material, a damper made of an elastic polymer is installed in the housing, in conjunction with the rod contains a bearing sleeve made of non-conductive, antifriction, wear-resistant, stable in the working medium material, a locking member made of an elastic, wear-resistant, antifriction polymer, is compressed from above and below by retaining metal, washers, covered with cladding disks made as a throttling disk, and remote sleeve made of polymer with low adhesion to paraffin.
3. Техническая задача по клапану перепускному, содержащему металлические корпус, подпружиненный запорный орган со штоком, выполненные из металла, пружину, седло, шайбу из магнитного материала на штоке, два кольцевых постоянных магнита, два магнитопровода по обеим сторонам шайбы, дроссель в виде металлического дросселирующего диска в проходном канале седла, жестко связанный с запорным органом, манжету из эластомера, закрепленную на седле, распорную втулку из немагнитного материала между магнитопроводами, один из которых выполнен в виде резьбовой втулки, ввернутой в корпус, и резьбовой пробки в ней, решается согласно изобретению тем, что резьбовая втулка с резьбовой пробкой выполнены как единый монолитный верхний магнитопровод, кольцевые постоянные магниты одноименными полюсами навстречу друг другу установлены в выточках шайбы, с обеих сторон, в сопряжении штока и нижнего магнитопровода установлена подшипниковая втулка из антифрикционного, износостойкого, неэлектропроводного материала, клапан также включает третий дополнительный кольцевой постоянный магнит, установленный в выточке нижнего магнитопровода сверху, под шайбой, обращенный разноименным полюсом к полюсу кольцевого постоянного магнита, установленного в шайбе снизу, кроме того в корпусе установлен демпфер из упругого полимера, в сопряжении которого со штоком установлена подшипниковая втулка из неэлектропроводного, антифрикционного, износостойкого, стабильного в рабочей среде материала, запорный орган, выполненный из упругого, износостойкого, антифрикционного полимера, обжат сверху и снизу подпорными металлическими шайбами, покрытыми облицовочными дисками, выполненными как дросселирующий диск, так и дистанционная втулка, из полимера с низкой адгезией к парафину.3. The technical task of the bypass valve, containing a metal casing, a spring-loaded locking element with a rod, made of metal, a spring, a seat, a washer made of magnetic material on the rod, two annular permanent magnets, two magnetic circuits on both sides of the washer, a throttle in the form of a metal throttling a disk in the passage channel of the seat, rigidly connected to the locking member, an elastomer cuff mounted on the seat, a spacer sleeve of non-magnetic material between the magnetic cores, one of which is made in the form of the threaded sleeve screwed into the housing and the threaded plug in it is solved according to the invention in that the threaded sleeve with a threaded plug is made as a single monolithic top magnetic circuit, ring permanent magnets with the same poles opposite each other are installed in the washers of the washer, on both sides, in conjunction of the rod and the lower magnetic circuit, a bearing sleeve of anti-friction, wear-resistant, non-conductive material is installed, the valve also includes a third additional ring permanent magnet, located in the recess of the lower magnetic core from above, under the washer, facing the opposite pole to the pole of the ring permanent magnet installed in the washer from below, in addition, a damper made of elastic polymer is installed in the housing, in conjunction with which a bearing sleeve of non-conductive, antifriction, wear-resistant, stable is installed in the working medium of the material, a locking member made of an elastic, wear-resistant, antifriction polymer is crimped from above and below by retaining metal washers coated with litsovochnymi discs made as a throttling disk and the spacing collar, of a polymer having low adhesion to the wax.
Сущность изобретения поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:
фиг.1 - общий вид клапана в разрезе;figure 1 is a General view of the valve in section;
фиг.2 - фрагмент общего вида клапана в разрезе, I-й вариант;figure 2 is a fragment of a General view of the valve in the context, I-th option;
фиг.3 - фрагмент общего вида клапана в разрезе, II-й вариант.figure 3 is a fragment of a General view of the valve in the context, II-th option.
Клапан перепускной магниторегулируемый дискретного действия с защитой от износа (см. фиг.1), в дальнейшем тексте «Клапан», содержит корпус 1 с демпфером 2 из упругого полимера. В корпус 1 на резьбе ввернут верхний магнитопровод 3, выполняющий также функцию крышки. Запорный орган 4 из упругого, износостойкого, антифрикционного полимера со штоком 5 нагружен пружиной 6, упирающейся в нижний магнитопровод 7, опирающийся в свою очередь через распорную втулку 8 из немагнитного материала в верхний магнитопровод 3. Распорная втулка 8 посажена с возможностью перемещения в корпус 1. В центральное отверстие нижнего магнитопровода 7 запрессована подшипниковая втулка 9 из антифрикционного, износостойкого, неэлектропроводного материала, в которую посажен с возможностью перемещения шток 5, на верхнем конце последнего закреплена шайба 10 из магнитного материала. В шайбе 10 с нижней ее стороны закреплен в выточке на клею нижний 11 кольцевой постоянный магнит, обращенный полюсом к разноименному полюсу сменного верхнего кольцевого постоянного магнита 12, установленного в расточке верхнего магнитопровода 3 и закрепленного там пружинным упорным кольцом 13. В выточке верхней поверхности нижнего магнитопровода 7 на клею закреплен третий дополнительный кольцевой постоянный магнит 14, обращенный разноименным полюсом к полюсу нижнего магнита 11, на штоке 5 закреплена подвижная опора 15 с фиксатором 16 для регулирования усилия предварительного сжатия пружины 6. На конце штока 5 закреплен запорный орган 4, обжатый сверху и снизу металлическими подпорными штабами 17 и 18, сопрягаемый с седлом 19, в проходном канале которого размещен дросселирующий диск 20. Дросселирующий диск 20 в сопряжении с проходным каналом седла 19 образует дроссель 21. На седле 19 закреплена манжета 22 из эластомера, уплотняющая сопряжение седла 19 с запорным органом 4. Дросселирующий диск 20 закреплен на конце штока 5 и отделен от запорного органа 4 дистанционной втулкой 23, подпорные шайбы 17, 18 покрыты облицовочными дисками 24, 25, изготовленными из полимера с низкой адгезией к парафину. Из этого же полимера изготовлены дросселирующий диск 20 и дистанционная втулка 23. Клапан устанавливается в «устройство применения» 26 и крепится конусно-фланцевым соединением. В сопряжении демпфера 2 и штока 5 установлена подшипниковая втулка 27 из неэлектропроводного, стабильного в рабочей среде материала с антифрикционными и износостойкими свойствами.The magnetically controlled bypass valve of discrete action with wear protection (see figure 1), in the further text "Valve", contains a housing 1 with a damper 2 made of an elastic polymer. The upper magnetic circuit 3, which also functions as a cover, is screwed into the housing 1 on the thread. The locking member 4 of an elastic, wear-resistant, anti-friction polymer with a rod 5 is loaded with a spring 6, abutting against the lower
Клапан по I варианту исполнения (см. фиг.2) отличается от клапана основного исполнения тем, что включает только два кольцевых постоянных магнита 12, 11. Установлены они в выточках верхней и нижней поверхностей шайбы 10, закреплены на клею, соответственно, верхний 12 и нижний 11 кольцевые постоянные магниты и обращены друг к другу одноименными полюсами.The valve according to the first embodiment (see FIG. 2) differs from the main valve in that it includes only two annular
Клапан по II варианту исполнения (см. фиг.3) отличается от клапана I варианта исполнения тем, что включает дополнительный, третий, кольцевой постоянный магнит 14, установленный и закрепленный на клею в выточке верхней поверхности нижнего магнитопровода 7 и обращенный разноименным полюсом к полюсу нижнего кольцевого постоянного магнита 11, укрепленного на клею в выточке на нижней поверхности шайбы 10, который обращен в свою очередь одноименным полюсом к полюсу верхнего кольцевого постоянного магнита 12, укрепленного на клею в выточке верхней поверхности шайбы 10.The valve according to the II embodiment (see FIG. 3) differs from the valve I of the embodiment in that it includes an additional, third, annular
Клапан перепускной магниторегулируемый дискретного действия с защитой от износа работает следующим образом.The valve bypass magnetically controlled discrete action with wear protection works as follows.
На запорный орган 4 и дросселирующий диск 20 воздействует,с одной стороны, гидродинамическое усилие потока рабочей среды через канал седла 19 клапана, обусловленное перепадом давлений рабочей среды до и после клапана; с другой стороны, через шток 5 воздействуют усилие пружины 6 и действующие на шайбу 10 магнитные силы кольцевых постоянных магнитов 11, 12, 14.On the shut-off element 4 and the throttling disk 20 is affected, on the one hand, by the hydrodynamic force of the flow of the working medium through the channel of the valve seat 19, due to the pressure difference of the working medium before and after the valve; on the other hand, the spring force 6 and the magnetic forces of the ring
Клапан имеет два крайних зафиксированных положения: «Открыто» и «Закрыто». Промежуточных зафиксированных положений клапан не имеет, и перемещение из одного крайнего положения в другое происходит без остановок.The valve has two extreme locked positions: “Open” and “Closed”. The valve has no intermediate fixed positions, and movement from one extreme position to another occurs without stops.
Фиксация клапана в крайних положениях осуществляется дисбалансом сил: гидродинамическое усилие, сила пружины 6 и удерживающая сила одной из магнитных цепей, создаваемых магнитами 11, 12, 14. При восстановлении баланса сил происходит расфиксация клапана из крайних положений, и при дальнейшем нарастании тенденции изменения состоявшегося соотношения сил клапан перемещается из одного крайнего положения в другое. Например, клапан фиксируется в положении «Открыто» дисбалансом сил: гидродинамическая сила в сумме с удерживающей силой верхней магнитной цепи: магнит 11, шайба 10, верхний магнитопровод 3, магнит 12 - превышают усилие сжатия пружины 6. При понижении перепада давлений до величины ΔРмин восстанавливается баланс сил и, как следствие, происходит расфиксация клапана из положения «Открыто»; далее происходит отрыв шайбы 10 от магнитопровода 3 и вследствие этого резкое падение величины удерживающей силы верхней магнитной цепи практически до нуля, после чего подвижный комплекс элементов: запорный орган 4, шток 5, шайба 10 с магнитом 11, дросселирующий диск 20, дистанционная втулка 23, подпорные шайбы 17, 18, облицовочные диски 24, 25 - под воздействием дисбаланса сил, воздействующих на него(сила сжатия пружины 6 значительно превосходит по величине гидродинамическое усилие) стремительно опускается вниз до упора подпорной шайбы 18 в торец седла 19. Подвижный комплекс элементов занял крайнее нижнее положение, запорный орган 4 сел на манжету 22, шайба 10 с магнитом 11 включились в нижнюю магнитную цепь: магнит 14, нижний магниопровод 7, магнит 11, шайба 10. Тем самым клапан зафиксирован в положении «Закрыто» дисбалансом сил. Расфиксация клапана из положения «Закрыто» происходит при повышении перепада давления до величины ΔРмакс, аналогично расфиксации клапана из положения «Закрыто».The valve is fixed in extreme positions by an imbalance of forces: hydrodynamic force, spring force 6 and the holding force of one of the magnetic circuits created by
Перемещение подвижного комплекса элементов вверх происходит под воздействием дисбаланса сил (гидродинамическое усилие значительно превышает по величине силу сжатия пружины 6) до упора шайбы 10 с магнитом 11 в верхний магнитопровод 3 с магнитом 12. Шайба 10 с магнитом 11 включилается в верхнюю магнитную цепь. Клапан зафиксирован в положении «Закрыто» дисбалансом сил. Величины перепадов давления рабочей среды ΔРмин и ΔРмакс, при которых происходит дискретная смена положений клапана из «Закрыто» в «Открыто» и обратно, регулируются не только регулировкой величины силы предварительного сжатия пружины 6 сменой положения опоры 15 на штоке 5, но и регулировкой величины удерживающей силы верхней и нижней магнитных цепей. Верхняя магнитная цепь регулируется сменой магнита 12 на более или менее мощный из имеющихся в ассортименте типоразмеров. Более мощный магнит 12 приводит к уменьшению величины ΔРмин за счет увеличения удерживающей силы и наоборот. Размещение магнита 11 в шайбе 10 значительно увеличивает удерживающую силу за счет сопряжения через шайбу 10 магнитных полей двух магнитов 11, 12. Уменьшается также величина ΔРмин.Moving the moving complex of elements up occurs under the influence of an imbalance of forces (the hydrodynamic force significantly exceeds the compression force of the spring 6) until the washer 10 with the
Нижняя магнитная цепь регулируется смещением нижнего магнитопровода 7 с магнитом 14 от шайбы 10 с магнитом 11 в ее крайнем нижнем положении. При увеличении зазора между шайбой 10 и нижним магнитопроводом 7 уменьшается величина удерживающей силы, и наоборот, соответственно, уменьшается или растет величина ΔРмакс. Размещение магнита 14 в нижнем магнитопроводе 7 значительно увеличивает удерживающую силу в нижней магнитной цепи за счет прямого сопряжения магнитных полей магнитов 14 и 11 и, соответственно, увеличивает ΔРмакс.The lower magnetic circuit is regulated by the offset of the lower
Размещение магнитов 11, 12 в выточках на шайбе 10 значительно увеличивает массу конструкции подвижного комплекса элементов по сравнению с аналогом клапана в «к» раз. Принимая во внимание, что величина кинетической энергии подвижного комплекса элементов, накопленная им к концу перемещения, практически одинакова у клапана и у его аналога, то можно сделать вывод, что скорость перемещения подвижного комплекса элементов клапана по сравнению с аналогом в 
Упругость материала демпфера 2 значительно снижает силу и величину амплитуды вынужденных колебаний запорного органа 4 в потоке рабочей среды из проходного канала седла 19. Этим также исключается резонанс подвижной системы элементов клапана. Неэлектропроводность материала втулок 9 и 27 препятствует протеканию блуждающих токов в их сопряжениях со штоком 5, что исключает электрохимическую коррозию элементов в этих местах. Изготовление втулки 27 из стабильного в рабочей среде материала исключает заклинивание штока 5 в подвижном сопряжении от разбухания втулки 27. Снижение массы элементов за счет применения полимеров, вместо металлов, из которых изготовлены запорный орган 4 и консольно присоединенные к нему дросселирующий диск 20, дистанционная втулка 23, значительно снижает величину радиальной силы прижатия штока 5 к втулке 27 во время его колебаний, что наряду с антифрикционностью и износостойкостью материала втулки 27, отсутствием электрохимической коррозии в сопряжении и снижением скорости осевого перемещения штока 5 сводит величину износа трением элементов сопряжения к минимуму.The elasticity of the material of the damper 2 significantly reduces the force and the magnitude of the amplitude of the forced oscillations of the locking element 4 in the flow of the working medium from the passage channel of the seat 19. This also eliminates the resonance of the mobile system of the valve elements. The electrical conductivity of the material of the bushings 9 and 27 prevents the flow of stray currents in their interfaces with the rod 5, which eliminates the electrochemical corrosion of elements in these places. The manufacture of the sleeve 27 from a material stable in the working medium eliminates the jamming of the rod 5 in a movable interface from the swelling of the sleeve 27. Reducing the mass of the elements due to the use of polymers, instead of the metals from which the locking member 4 and the throttling disk 20 are mounted cantilever to it, the distance sleeve 23 significantly reduces the magnitude of the radial force of the rod 5 against the sleeve 27 during its oscillations, which, along with antifriction and wear resistance of the material of the sleeve 27, the absence of electrochemical corrosion conjugation and reduction in speed of the axial movement of the rod 5 reduces the amount of wear of friction coupling elements to a minimum.
Низкая адгезия к парафину материала дросселирующего диска 20, дистанционной втулки 23, облицовочных дисков 24, 25 предотвращает обрастание парафином поверхностей элементов, контактирующих с текучей рабочей средой.Low adhesion to paraffin of the material of the throttling disk 20, the spacer sleeve 23, the facing disks 24, 25 prevents paraffin from fouling the surfaces of the elements in contact with the fluid working medium.
Работа вариантов I, II исполнения клапана осуществляется идентично основному исполнению.The operation of variants I, II of the valve design is identical to the basic design.
Реализация конструкции, предложенной изобретением, позволит создать клапан долговечный и надежный в работе, с широким диапазоном регулирования перепада давления рабочей среды на нем.Implementation of the design proposed by the invention will allow to create a valve durable and reliable in operation, with a wide range of regulation of the differential pressure of the working medium on it.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009100544/06A RU2517994C2 (en) | 2009-01-11 | 2009-01-11 | Bypass magnetic control valve of discrete action with wear protection (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009100544/06A RU2517994C2 (en) | 2009-01-11 | 2009-01-11 | Bypass magnetic control valve of discrete action with wear protection (versions) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009100544A RU2009100544A (en) | 2010-07-20 |
| RU2517994C2 true RU2517994C2 (en) | 2014-06-10 |
Family
ID=42685535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009100544/06A RU2517994C2 (en) | 2009-01-11 | 2009-01-11 | Bypass magnetic control valve of discrete action with wear protection (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2517994C2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108533763B (en) * | 2018-07-06 | 2021-10-22 | 东营北方石油装备有限公司 | Stop valve with controllable opening and closing speed |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1180627A1 (en) * | 1983-06-23 | 1985-09-23 | Предприятие П/Я Р-6668 | Magnetic valve |
| DE4341650A1 (en) * | 1993-12-07 | 1995-06-08 | Grohe Armaturen Friedrich | Self-closing tap valve with magnetic actuator of auxiliary valve |
| RU2199662C2 (en) * | 2001-05-29 | 2003-02-27 | Сафаров Рауф Рахимович | Device measuring production rate of well |
| RU2307279C2 (en) * | 2005-11-22 | 2007-09-27 | Рауф Рахимович Сафаров | Magnetically controlled valve (versions) |
-
2009
- 2009-01-11 RU RU2009100544/06A patent/RU2517994C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1180627A1 (en) * | 1983-06-23 | 1985-09-23 | Предприятие П/Я Р-6668 | Magnetic valve |
| DE4341650A1 (en) * | 1993-12-07 | 1995-06-08 | Grohe Armaturen Friedrich | Self-closing tap valve with magnetic actuator of auxiliary valve |
| RU2199662C2 (en) * | 2001-05-29 | 2003-02-27 | Сафаров Рауф Рахимович | Device measuring production rate of well |
| RU2307279C2 (en) * | 2005-11-22 | 2007-09-27 | Рауф Рахимович Сафаров | Magnetically controlled valve (versions) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009100544A (en) | 2010-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2012377381B2 (en) | Guide member for use in a valve actuator assembly | |
| RU2517994C2 (en) | Bypass magnetic control valve of discrete action with wear protection (versions) | |
| RU2400663C1 (en) | Magnet controlled wear resistant relief valve of discrete action (versions) | |
| US2374895A (en) | Fluid control valve | |
| RU2387906C1 (en) | Magnet controlled valve (versions) | |
| RU2424461C1 (en) | Bypass valve of discrete action with magnetic fixation, relief and control of position | |
| WO2019009769A1 (en) | Check valve | |
| US10167977B2 (en) | Flexible stem bellow assembly | |
| RU2307279C2 (en) | Magnetically controlled valve (versions) | |
| Himr et al. | Experimental investigation of check valve behaviour during the pump trip | |
| CN101042201B (en) | Safety excess flow valve for gas conduits | |
| RU147870U1 (en) | VALVE BYPASS DISCRETE ACTION WITH MAGNETIC FIXATION, UNLOADING AND POSITION CONTROL | |
| CN200986046Y (en) | Buffering valve used in the time of ultra-high pressure load-off | |
| RU69954U1 (en) | FLOW REGULATOR | |
| RU2329427C1 (en) | Relief valve with magnetic fixation and emergent throw off | |
| CN108561599B (en) | Axial flow type check valve | |
| RU2388954C1 (en) | Magnet controlled valve | |
| CN114607811A (en) | High-pressure check valve | |
| RU194382U1 (en) | MAGNETIC VALVE | |
| CN104676036B (en) | The adjustable ball valve fixed axle structure of anti-attrition | |
| CN202646799U (en) | Ultra-low voltage differential check valve | |
| RU2327897C1 (en) | Electromagnetic nozzle | |
| CN205446747U (en) | Complete shut -down closes sealed orifice control valve | |
| RU2516057C2 (en) | Bypass valve of discrete action with magnetic fixation, relief and position control | |
| US3141476A (en) | Steam valve disk assembly with internal bypass valve |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FA93 | Acknowledgement of application withdrawn (no request for examination) |
Effective date: 20120214 |
|
| FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20120410 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210112 |