RU2618151C1

RU2618151C1 - Shut-off and control unit

Info

Publication number: RU2618151C1
Application number: RU2016103243A
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Белокрылов; Евгений Анатольевич Ильиных; Егор Александрович Пошивалов; Александр Васильевич Фоминых; Анатолий Леонтьевич Шанаурин; Ильгиз Рашидович Чиняев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "МашНефтеГаз"
Priority date: 2016-02-01
Filing date: 2016-02-01
Publication date: 2017-05-02

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to valves production, namely to control valves, and can be used in process pipelines to control different work fluids. The shut-off and control unit comprises a housing with coaxial support and drainage channels with installed seats enclosing the gate controlled by drive. Making in the output seat or in its insert of a shaped channel formed by outgoing from one line curvilinear surface with contour made in Cartesian XY axes with step along Y axis 0,1 of gate stroke and X coordinate determination with appropriate step, depending on semi-axis of X coordinate using polynomial of n exponent, connected in top part by horizontal plane, and in bottom part by top plane of the channel, its cross-section is made either rectangular or square, or round, this ensures equal percent flow characteristic during control of the transported medium.

EFFECT: improved design.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, к разделу арматуростроения, а именно к регулирующей арматуре, и может быть применено в технологических трубопроводах для регулирования потока различных рабочих жидкостей.The invention relates to mechanical engineering, to the section of valve engineering, namely to control valves, and can be applied in process pipelines to control the flow of various working fluids.

Известно запорно-регулирующее устройство (см. RU 2464470 С2 F16K 3/12), содержащее корпус с подводящим и отводящим патрубком с установленными в них седлами и с размещенным между ними шибером, взаимодействующим при закрытии торцевыми выполненными профилированными поверхностями с подпружиненной пятой.Known locking and regulating device (see RU 2464470 C2 F16K 3/12), comprising a housing with a supply and outlet pipe with saddles installed in them and with a gate placed between them, interacting when closed by end shaped profiled surfaces with a spring-loaded heel.

К недостаткам данной конструкции относится невозможность обеспечения пропускной характеристики, соответствующей ГОСТ Р 55508-2013, а именно равнопроцентной или прямолинейной.The disadvantages of this design include the impossibility of providing a throughput characteristic corresponding to GOST R 55508-2013, namely, equal percentage or straightforward.

Известно также запорно-регулирующее устройство (см. RU 119835 U1 F 16К 3/12) прототип, содержащее корпус с подводящим и отводящим каналами, расположенными на одной оси, перпендикулярно которой размещен управляемый шпинделем от ручного привода шибер, взаимодействующий со вставкой (седлом), установленной в отводящем канале корпуса, в которой выполнен прямоугольный канал с длинной стороной, параллельной оси шпинделя, обеспечивающий получение прямолинейной расходной характеристики.Also known is a locking and regulating device (see RU 119835 U1 F 16K 3/12) a prototype comprising a housing with inlet and outlet channels located on the same axis, perpendicular to which a gate controlled by the spindle from the manual drive is located, interacting with the insert (seat), installed in the outlet channel of the housing, in which a rectangular channel is made with a long side parallel to the axis of the spindle, providing a straight flow characteristics.

К недостаткам известного устройства относится невозможность обеспечения равнопроцентной пропускной характеристики.The disadvantages of the known device include the inability to ensure equal percentage throughput characteristics.

Технической задачей, решаемой настоящим изобретением, является создание профиля канала во вставке (седле), обеспечивающего получение равнопроцентной пропускной характеристики.The technical problem solved by the present invention is the creation of a channel profile in the insert (saddle), which provides equal percentage throughput characteristics.

Поставленная техническая задача решается тем, что запорно-регулирующее устройство, содержащее корпус с соосными подводящим и отводящим каналами с установленными в них седлами, охватывающими шибер, управляемый от привода, причем в отводящем канале седло либо вставка в нем снабжены профилированным каналом, который образован исходящими из одной линии криволинейными поверхностями, контур которых подобен веткам Циссоиды Диокла, соединенными в верхней части горизонтальной плоскостью, а в нижней с верхней плоскостью либо прямоугольника, либо квадрата, либо с верхней полуокружностью круга, а графики криволинейных поверхностей соответствуют полиному «n» степени, предпочтительно пятой при этом площадь прямоугольника, либо квадрата, либо круга выполнена равной с площадью замещенной части между криволинейными поверхностями.The stated technical problem is solved in that the locking-regulating device comprising a housing with coaxial inlet and outlet channels with saddles installed in them, covering the gate, controlled from the drive, and in the outlet channel the saddle or insert in it is equipped with a profiled channel, which is formed outgoing from one line with curved surfaces, the contour of which is similar to the branches of the Diocles Cisoid, connected at the top by a horizontal plane, and in the bottom with a top plane or a rectangle, of a square or circle with the upper semicircle, and graphs of curved surfaces correspond to the polynomial «n» extent, preferably with the fifth area of the rectangle or a square, or a circle with an area equal performed substituted portion between the curved surfaces.

На фиг. 1 изображен продольный разрез запорно-регулирующего устройства; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - график в осях координат криволинейного контура поверхностей канала, полученный расчетным путем.In FIG. 1 shows a longitudinal section of a locking and regulating device; in FIG. 2 is a section along AA in FIG. one; in FIG. 3 is a graph in the coordinate axes of the curved contour of the channel surfaces obtained by calculation.

Запорно-регулирующее устройство состоит из корпуса 1 с подводящим патрубком 2 и отводящим патрубком 3, в которых установлены соответственно седло 4 с круглым каналом и седло 5 с профилированным каналом, и размещенным между ними шибером 6, управляемым через шпиндель 7, ходовую гайку 8 ручным приводом 9.The locking and regulating device consists of a housing 1 with a supply pipe 2 and a discharge pipe 3, in which a saddle 4 with a round channel and a saddle 5 with a profiled channel are installed, and a gate 6 placed between them, controlled via spindle 7, a driving nut 8 with a manual drive 9.

На верхнем торце шпинделя 7 установлен указатель 10 положения шибера 6. Привод закрыт прозрачным колпаком 11 с делениями 12, относительно которых производится считывание положения шибера 6, определяющего расход среды в данный момент.On the upper end of the spindle 7 is installed a pointer 10 to the position of the gate 6. The drive is closed by a transparent cap 11 with divisions 12, relative to which the position of the gate 6, which determines the current flow rate, is read.

В седле 5 выполнен профилированный канал 13, образованный двумя криволинейными поверхностями 14 и 15, исходящими из одной линии, контур которых подобен веткам Циссоиды Диокла, соединенным в верхней части горизонтальной плоскостью 16, а нижняя узкая часть 17 канала 13, как показала практика, из-за малых величин расхода в регулировании не используется и поэтому заменена выемкой 18 квадратного, либо прямоугольного, либо круглого сечения, равной по площади с замещаемой узкой частью 17 канала 13 с замером по верхней плоскости 19 либо полуокружности, соединенной с поверхностями 14 и 15.In the saddle 5, a profiled channel 13 is made, formed by two curved surfaces 14 and 15, emanating from one line, the contour of which is similar to the branches of the Cissoid Diocles connected in the upper part by a horizontal plane 16, and the lower narrow part 17 of the channel 13, as practice has shown, for small flow rates, it is not used in regulation and is therefore replaced by a recess 18 of square, either rectangular, or circular cross section, equal in area to the replaced narrow part 17 of channel 13 with measurement along the upper plane 19 or semicircle, connected nennoy with surfaces 14 and 15.

Расчет графика криволинейного контура производится в декартовых координатных осях х и y с приростом по оси y с шагом 0,1 хода шибера 6 и определением координаты с соответствующим знаком в зависимости от полуоси координат х с использованием формулы полинома «n» степени. При использовании формулы полинома третьей степени достоверность равна 0,9986, полинома четвертой степени достоверность равна 0,9999, а пятой степени достоверность равна 1,0.The graph of the curved contour is calculated in the Cartesian coordinate axes x and y with an increase along the y axis with a step of 0.1 stroke of the gate 6 and determination of the coordinate with the corresponding sign depending on the half axis of the x coordinates using the polynomial formula “n” of degree. When using the third-degree polynomial formula, the confidence is 0.9986, the fourth-degree polynomial, the confidence is 0.9999, and the fifth-degree confidence is 1.0.

,

где a₀,… a₅ - коэффициенты уравнения регрессии, определяемые, например, по методу наименьших квадратов согласно ГОСТ Р 55508-2013.where a ₀ , ... a ₅ are the coefficients of the regression equation, determined, for example, by the least squares method according to GOST R 55508-2013.

Полученные таким образом точки 20 соединяются плавной кривой.The points 20 thus obtained are connected by a smooth curve.

Работа запорно-регулирующего устройства из положения «закрыто».The operation of the locking and regulating device from the “closed” position.

При повороте рукоятки 9 привода через шпиндель 7 шибер 6 поднимается вверх и его положение считывается по шкале 12 относительно указателя 10. С достижением нижним торцом шибера 6 нижней плоскости выемки 18 начинается поступление проводимой среды из подводящего патрубка 2 в отводящий патрубок 3 и ее регулирование. На малых расходах до достижения нижним торцом шибера 6 плоскости 19 происходит регулирование по линейной расходной характеристике, при дальнейшем подъеме шибера 6 регулирование производится с обеспечением равнопроцентной характеристики до полного открытия шибером 6 канала 13.When the handle 9 of the drive is rotated through the spindle 7, the gate 6 rises and its position is read on a scale 12 relative to the pointer 10. With the lower end of the gate 6 reaching the lower plane of the recess 18, the flow of medium from the inlet pipe 2 to the outlet pipe 3 begins and its regulation. At low flow rates, until the lower end of the gate 6 of the plane 19 reaches the linear flow rate, regulation is performed according to the linear flow characteristic, with a further rise of the gate 6, the regulation is carried out with an equal percentage characteristic until the gate 13 completely opens the gate 13.

Закрытие запорно-регулирующего устройства производится в обратном направлении и при совпадении указателем 10 нижней отметки на делении 12 шибер 6 полностью перекрывает канал 13. Запорно-регулирующее устройство «закрыто».The locking and regulating device is closed in the opposite direction and when the pointer 10 matches the lower mark on the division 12, the gate 6 completely blocks the channel 13. The locking and regulating device is “closed”.

Таким образом, благодаря тому что в выходном седле или в его вставке выполнен профилированный канал, образованный двумя зеркально расположенными относительно вертикальной оси кривыми, соответствующими полиному пятой степени поверхностями, соединенными в верхней части прямой горизонтальной поверхностью, а в нижней - верхней поверхностью либо прямоугольника, либо квадрата, либо круга, получена при регулировании проводимой среды равнопроцентная расходная характеристика.Thus, due to the fact that a shaped channel is formed in the output saddle or in its insert, formed by two curves mirrored relative to the vertical axis and corresponding to the fifth half degree surfaces, connected at the top with a straight horizontal surface, and at the bottom with the top surface of either a rectangle or square, or circle, obtained by regulating the medium being carried out an equal percentage flow characteristic.

Claims

1. Shut-off and control device comprising a housing with coaxial inlet and outlet channels with saddles installed in them, covering a gate controlled from the actuator, wherein the saddle or insert in it is provided with a profiled channel, characterized in that the profiled channel is formed from one line with curved surfaces, the contour of which is made in the Cartesian coordinate axes x and y with an increase along the y axis with a step of 0.1 gate travel and determination of the x coordinate, with the corresponding step, depending on half-axis coordinates x, using the polynomial «n» the degree of connected at the top by a horizontal plane at the bottom - the upper plane of the channel, the cross section of which holds a rectangular or square or circular.

2. The locking and regulating device according to claim 1, characterized in that the area of the channels of the rectangle, or square, or circle is made equal to the area of the replaced part between the curved surfaces.