RU2633735C1 - Impulse safety valve - Google Patents
Impulse safety valve Download PDFInfo
- Publication number
- RU2633735C1 RU2633735C1 RU2016146035A RU2016146035A RU2633735C1 RU 2633735 C1 RU2633735 C1 RU 2633735C1 RU 2016146035 A RU2016146035 A RU 2016146035A RU 2016146035 A RU2016146035 A RU 2016146035A RU 2633735 C1 RU2633735 C1 RU 2633735C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure
- valve
- spring
- bar
- spool
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
- F16K17/02—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
- F16K17/04—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded
Landscapes
- Safety Valves (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к защитной энергетической арматуре и предназначено для использования, как самостоятельно, так и в составе импульсно-предохранительного устройства (ИПУ) для защиты от превышения давления в трубопроводах, емкостях, работающих под давлением на объектах тепловых и атомных электростанций.The present invention relates to protective power fittings and is intended for use, both independently and as part of a pulse safety device (IPA) for protection against overpressure in pipelines, tanks, operating under pressure at thermal and nuclear power plants.
Предохранительный клапан - это клапан, предназначенный для защиты оборудования от недопустимого давления посредством сброса избытка рабочей среды и обеспечивающий прекращение сброса при давлении закрытия и восстановление рабочего давления. [Трубопроводная арматура с автоматическим управлением: Т77 Справочник / Д.Ф. Гуревич, О.Н. Заринский, С.И. Косых и др. / Под общ. ред. С.И. Косых. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1982. - 320 с., ил. страница 127-155.]A safety valve is a valve designed to protect equipment from unacceptable pressure by relieving excess working medium and stopping the discharge at closing pressure and restoring working pressure. [Pipe fittings with automatic control: T77 Reference / D.F. Gurevich, O.N. Zarinsky, S.I. Kosykh et al. / Under the general. ed. S.I. Skew. - L .: Engineering, Leningrad. Otdel, 1982. - 320 p., ill. page 127-155.]
Обязательными компонентами конструкции предохранительного клапана (ПК) прямого действия являются запорный орган и задатчик, обеспечивающий силовое воздействие на чувствительный элемент, связанный с запорным органом клапана. Запорный орган ПК состоит из затвора и седла. Затвор (золотник) является запирающим элементом. При установке ПК в систему должны соблюдаться определенные соотношения между давлениями рабочей среды, принятыми в защищаемой установке, и давлениями, характеризующими различные стадии работы ПК. С помощью задатчика предохранительный клапан настраивается таким образом, чтобы усилие на золотнике обеспечивало его прижатие к седлу запорного органа и препятствовало пропуску рабочей среды через запорный орган ПК. Наибольшее давление на входе в ПК, равное рабочему давлению в системе, при котором обеспечивается требуемая степень герметичности запорного органа клапана, называют давлением настройки Рн. Рабочее давление Рр - это наибольшее давление в системе, при котором обеспечивается нормальное течение рабочего процесса. В положении ПК «Закрыт» на его чувствительный элемент воздействует сила от рабочего давления в защищаемой системе (давления настройки), стремящаяся открыть ПК, и сила от задатчика, препятствующая открытию. Определенная часть от одного из этих усилий (в зависимости от конструктивного исполнения ПК) расходуется на прижатие золотника к седлу и создание необходимых контактных давлений в запорном органе, обеспечивающих требуемую степень герметичности ПК.Mandatory components of the design of a direct-acting safety valve (PC) are a shut-off element and a setter, which provides a force action on the sensitive element associated with the shut-off valve element. The PC locking element consists of a shutter and a seat. The shutter (valve) is a locking element. When installing a PC in the system, certain ratios must be observed between the pressures of the working environment adopted in the protected installation and the pressures characterizing the various stages of the PC. Using the adjuster, the safety valve is adjusted so that the force on the spool ensures that it is pressed against the seat of the shut-off element and prevents the passage of the working medium through the shut-off element of the PC. The highest pressure at the inlet to the PC, equal to the operating pressure in the system, at which the required degree of tightness of the valve shut-off element is provided, is called the adjustment pressure Рн. Working pressure Pp is the highest pressure in the system at which a normal flow of the working process is ensured. In the closed position of the PC, its sensitive element is affected by the force from the working pressure in the protected system (setting pressure), which tends to open the PC, and the force from the setpoint, which prevents opening. A certain part of one of these efforts (depending on the design of the PC) is spent on pressing the spool to the seat and creating the necessary contact pressures in the shut-off body, providing the required degree of tightness of the PC.
С возникновением в системе возмущений, вызывающих повышение давления свыше рабочего, уменьшается величина силы прижатия золотника к седлу. В тот момент, когда эта сила станет равной нулю, наступает равновесие активных сил от воздействия давления в системе и задатчика на чувствительный элемент ПК. Запорный орган клапана начинает открываться, если давление в системе не перестанет возрастать. При повышении давления в системе выше расчетного баланс сил на чувствительном элементе ПК нарушается, происходит открытие запорного органа и сброс рабочей среды через клапан.With the occurrence of disturbances in the system that cause an increase in pressure above the worker, the magnitude of the force of pressing the spool to the saddle decreases. At the moment when this force becomes equal to zero, the balance of active forces comes from the action of pressure in the system and the setter on the sensitive element of the PC. The valve shutoff valve begins to open if the pressure in the system does not stop increasing. If the pressure in the system rises above the calculated one, the balance of forces on the sensitive element of the PC is violated, the shut-off element opens and the working medium is discharged through the valve.
С понижением давления в защищаемой системе, вызываемым сбросом среды через ПК, исчезают возмущающие воздействия. Запорный орган клапана под действием усилия от задатчика закрывается. Давление закрытия Рз - наибольшее давление на входе в клапан, при котором после сброса рабочей среды происходит посадка затвора на седло клапана с обеспечением требуемой степени герметичности запорного органа при последующем повышении до давления настройки. Давление закрытия в ряде случаев оказывается на 10-15% ниже давления настройки. Указанное явление частично связано с тем, что для создания герметичности запорного органа после срабатывания требуется усилие, значительно большее, чем то, которое было достаточно для поддержания герметичности клапана перед открытием. Это объясняется необходимостью преодолеть при посадке силу сцепления молекул среды, проходящей через щель между уплотнительными поверхностями золотника и седла, вытеснить эту среду. Понижению давления способствуют запаздывание закрытия запорного органа, связанное с воздействием на него динамических усилий от проходящего потока среды, и наличие сил трения, требующих дополнительного усилия для его полного закрытия.With a decrease in pressure in the protected system, caused by the discharge of the medium through the PC, disturbing influences disappear. The valve closure is closed by force from the setpoint. Closing pressure Pz is the highest pressure at the inlet to the valve at which, after the medium is discharged, the shutter lands on the valve seat to provide the required degree of tightness of the shut-off element with a subsequent increase to the setting pressure. The closing pressure in some cases is 10-15% lower than the setting pressure. This phenomenon is partly due to the fact that to create the tightness of the locking element after actuation, a force is required that is much greater than that which was sufficient to maintain the tightness of the valve before opening. This is explained by the need to overcome when landing the cohesive force of the molecules of the medium passing through the gap between the sealing surfaces of the valve and seat, to displace this medium. A decrease in pressure is facilitated by the delay in closing the closure body, associated with the action of dynamic forces on it from a passing medium flow, and the presence of friction forces that require additional force to completely close it.
Импульсные клапаны классифицируются:Impulse valves are classified:
По принципу действия:According to the principle of action:
клапаны прямого действия - они открываются непосредственно под действием давления рабочей среды;direct-acting valves - they open directly under the influence of the working medium pressure;
клапаны непрямого действия - клапаны с управлением, путем использования постороннего источника давления или электроэнергии.valves of indirect action - valves with control by using an external source of pressure or electricity.
По характеру подъема замыкающего органа:By the nature of the lifting of the closing organ:
клапаны пропорционального действия; клапаны двухпозиционного действия.proportional valves; on-off valves.
По высоте подъема замыкающего органа:According to the lifting height of the closing body:
малоподъемные (подъем замыкающего органа не превышает 1/20 диаметра седла);low lifting (lifting of the closing body does not exceed 1/20 of the diameter of the saddle);
среднеподъемные (подъем замыкающего органа составляет от 1/20 до 1/4 диаметра седла);medium lifting (the lifting of the closing body is from 1/20 to 1/4 of the diameter of the saddle);
полноподъемные (подъем замыкающего органа составляет от 1/4 диаметра седла и более).full-lift (lifting of the closing body is from 1/4 of the diameter of the saddle or more).
По виду нагрузки на золотник: грузовые или рычажно-грузовые; пружинные; рычажно-пружинные; магнитопружинные.By type of load on the spool: freight or lever-freight; spring; lever spring; magnetic spring.
К настоящему времени в технике создано и используется большое количество предохранительных клапанов. Различные предохранительные клапаны имеют различные размеры, различные значения включения давления сброса и давления посадки, а также скорости сброса.To date, a large number of safety valves have been created and used in technology. Different safety valves have different sizes, different values for switching on the discharge pressure and the landing pressure, as well as the discharge speed.
Основными производителями ПК являются:The main PC manufacturers are:
Благовещенский Арматурный Завод «БАЗ» ОАО его продукция - клапан предохранительный СППК4Р 50-40 DN 50 мм, PN 40 кгс/см2.Blagoveshchensk Reinforcing Plant "BAZ" OJSC its products are safety valve SPPK4R 50-40
http://www.vniiis.ru/pic/info/product_catalog_blagoveshchensk_valving_plant.pdfhttp://www.vniiis.ru/pic/info/product_catalog_blagoveshchensk_valving_plant.pdf
Клапаны предохранительные пружинные DN 25-200 PN 16-160 кгс/см2.Spring safety valves DN 25-200 PN 16-160 kgf / cm 2 .
http://bm-stroy.ru/p116/index.htmlhttp://bm-stroy.ru/p116/index.html
ООО «БКЗ» г. Барнаул - Клапаны предохранительные рычажные 17ч3бр, 17ч18бр, 17ч5бр, 17ч19бр.LLC "BKZ" Barnaul - Safety lever valves 17ch3br, 17ch18br, 17ch5br, 17ch19br.
http://armabalt.ru/catalog/klapany_chugunnye_57/klapan_predokhranitelnyy_rychazhnyy_17ch3br/http://armabalt.ru/catalog/klapany_chugunnye_57/klapan_predokhranitelnyy_rychazhnyy_17ch3br/
ОАО «ТКЗ» «Красный котельщик» г. Таганрог - Клапан предохранительный пружинный Т-31 мс-1; Т-31 мс-2; Т-31 мс-3.OAO TKZ Krasny Kotelshchik Taganrog - Safety spring valve T-31 ms-1; T-31 ms-2; T-31 ms-3.
http://pek.su/services/oao-tkz-red-coppersmith/safety-valves/t-31-ms-3/http://pek.su/services/oao-tkz-red-coppersmith/safety-valves/t-31-ms-3/
ЗАО «Энергомаш (Чехов) - ЧЗЭМ» г. Чехов - предохранительные клапаны прямого действия 586-20-ЭМ-01.CJSC Energomash (Chekhov) - ChZEM Chekhov - direct-acting safety valves 586-20-EM-01.
http://armabalt.ru/catalog/klapany_impulsnye_predokhranitelnye/klapan_impulsnyy_predokhranitelnyy_586_20_em_01/http://armabalt.ru/catalog/klapany_impulsnye_predokhranitelnye/klapan_impulsnyy_predokhranitelnyy_586_20_em_01/
клапаны импульсные 112-25x1-0М.pulse valves 112-25x1-0M.
http://test.armabalt.ru/catalog/995/4430/ и другие заводы.http://test.armabalt.ru/catalog/995/4430/ and other plants.
Источник информации: [Официальные сайты заводов, каталоги продукции, Гуревич Давид Файвушев. Трубопроводная арматура: Справочное пособие. Изд. 3-е. - М.: Издательство ЛКИ, 2008. - 368 с. стр. 142-150; стр. 261-270].Source of information: [Official sites of factories, product catalogs, Gurevich David Fayvushev. Pipe Fittings: A Reference Guide. Ed. 3rd - M.: Publishing house LKI, 2008. - 368 p. p. 142-150; p. 261-270].
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является известный предохранительный клапан СППК4Р производства Благовещенского Арматурного Завода «БАЗ» [http://www.vniiis.ru/pic/info/product_catalog_blagoveshchensk_valving_plant.pdf].The closest in technical essence and the achieved result to the claimed one is the well-known safety valve SPPK4R produced by the Annunciation Armature Plant "BAZ" [http://www.vniiis.ru/pic/info/product_catalog_blagoveshchensk_valving_plant.pdf].
[Трубопроводная арматура с автоматическим управлением: Т77 Справочник / Д.Ф. Гуревич, О.Н. Заринский, С.И. Косых и др.; Под общ. ред. С.И. Косых. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1982. - 320 с., ил. стр 137.][Pipe fittings with automatic control: T77 Reference / D.F. Gurevich, O.N. Zarinsky, S.I. Skew and others; Under the total. ed. S.I. Skew. - L .: Engineering, Leningrad. Otdel, 1982. - 320 p., ill. p. 137.]
Указанный предохранительный клапан, как и заявляемый, содержит корпус с подводящим и отводящим патрубками и фланцами, шток, запорный орган, имеющий седло и золотник, пружину-задатчик, нажимной болт пружины, верхний и нижний упоры пружины.The specified safety valve, as claimed, contains a housing with inlet and outlet pipes and flanges, a rod, a locking member having a seat and a spool, a set spring, a spring pressure bolt, upper and lower spring stops.
Недостатками ПК прямого действия являются:The disadvantages of direct-acting PCs are:
1. Низкая посадка клапана после сброса давления, давление закрытия в ряде случаев оказывается на 10-15% ниже рабочего давления (давления настройки).1. Low valve seating after depressurization; in some cases, the closing pressure is 10-15% lower than the operating pressure (setting pressure).
2. Пропуск клапана в запорном органе при рабочем давлении в силу того, что только незначительная часть усилия пружины или груза расходуется на прижатие золотника к седлу и создание необходимых контактных давлений в запорном органе. Согласно ГОСТ 24570-81 (СТ СЭВ 1711-79) (http://www.docload.ru/Basesdoc/8/8625/index.htm) разность давлений полного открывания и начала открывания клапана не должна превышать следующих значений: 15% давления начала открывания - для котлов с рабочим давлением не выше 0,25 МПа (2,5 кгс/см2); 10% давления начала открывания - для котлов с рабочим давлением выше 0,25 МПа (2,5 кгс/см2). Отсюда вывод: только около 10-15% от всего начального усилия пружины или груза тратится на прижатие золотника к седлу.2. The passage of the valve in the shut-off body at the operating pressure due to the fact that only a small part of the spring or load is spent on pressing the spool to the seat and creating the necessary contact pressure in the shut-off body. According to GOST 24570-81 (ST SEV 1711-79) (http://www.docload.ru/Basesdoc/8/8625/index.htm) the pressure difference between the full opening and the start of opening the valve must not exceed the following values: 15% pressure opening start - for boilers with operating pressure not higher than 0.25 MPa (2.5 kgf / cm 2 ); 10% of the opening start pressure - for boilers with a working pressure above 0.25 MPa (2.5 kgf / cm 2 ). Hence the conclusion: only about 10-15% of the total initial force of the spring or load is spent on pressing the spool to the seat.
Допустимые протечки по затвору сведены в ГОСТ 9544-2015. http://standartgost.ru/g/%D0%93%D0%9E%D0%A1%D0%A2_9544-2015.Valid leakage on the shutter is summarized in GOST 9544-2015. http://standartgost.ru/g/%D0%93%D0%9E%D0%A1%D0%A2_9544-2015.
Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением, - создание надежного, безотказного импульсного предохранительного клапана.The technical problem solved by the invention is the creation of a reliable, trouble-free pulse safety valve.
Технический результат от использования изобретения заключается в повышении надежности за счет безотказного и своевременного открытия клапана при заданном превышении рабочего давления в системе, обеспечения клапаном в открытом положении требуемой пропускной способности, осуществления своевременной обратной посадки (закрытия) клапана при давлении выше рабочего с требуемой степенью герметичности (класс А) после аварийного срабатывания.The technical result from the use of the invention is to increase reliability due to failure-free and timely opening of the valve at a given excess of the operating pressure in the system, providing the valve in the open position with the required throughput, timely valve landing (closing) at a pressure higher than the working one with the required degree of tightness ( class A) after emergency operation.
Указанный технический результат достигается тем, что импульсный предохранительный клапан, включающий корпус с подводящими и отводящими патрубками и фланцами, шток, сильфон, золотник, седло, пружину-задатчик, нажимной болт, верхний и нижний упоры пружины-задатчика, дополнительно снабжен независимым устройством открывания-закрывания, состоящим из пружин, нажимной планки, упорной гайки, накрученной на шток, и расположенных на нажимной планке нижних упоров пружин, нажимных болтов, вставленных в верхние упоры пружин, расположенных в верхней планке с возможностью вращения в ней по резьбе, домкратов с рабочей средой для создания подъемной силы и со штоками, упирающимися в нажимную планку, при этом в корпусе установлены диск-разделитель полостей напорной и сбросной с седлом и фильтр, а в верхней планке дополнительно установлен полый нажимной болт с возможностью вращения в ней по резьбе, причем конструкция клапана смонтирована на общем основании.The specified technical result is achieved in that the pulse safety valve, comprising a housing with inlet and outlet pipes and flanges, a rod, a bellows, a spool, a seat, a spring-setter, a pressure bolt, the upper and lower stops of the spring-setter, is additionally equipped with an independent opening device - closing, consisting of springs, pressure plate, thrust nut screwed onto the rod, and lower spring stops located on the pressure plate, pressure bolts inserted in the upper spring stops located in the upper a bar with the possibility of rotation in it along the thread, jacks with a working medium to create lifting force and with rods abutting against the pressure bar, while in the case there is a disk separator of cavities for pressure and discharge with a saddle and a filter, and in the upper bar an additional hollow a pressure bolt with the possibility of rotation in it along the thread, and the valve design is mounted on a common base.
Отличием заявляемого ПК от прототипа является наличие независимого устройства, в котором усилие от воздействия рабочей среды для открывания-закрывания клапана во много раз больше, чем в клапане прямого действия (при воздействии на золотник). Соответственно, сила пружины-задатчика, которую необходимо преодолеть устройству при открытии клапана, также пропорционально возрастает в соответствии с силой устройства открывания-закрывания. Для проверки работоспособности установлены электромагниты. Во время работы они отключены.The difference between the claimed PC and the prototype is the presence of an independent device in which the force from the action of the working medium for opening and closing the valve is many times greater than in the direct-acting valve (when acting on the spool). Accordingly, the force of the setpoint spring, which must be overcome by the device when the valve is opened, also increases proportionally in accordance with the force of the opening-closing device. To check the performance, electromagnets are installed. During operation, they are disabled.
Сущность изобретения поясняется фиг. 1-3.The invention is illustrated in FIG. 1-3.
Краткое описание чертежей:Brief Description of the Drawings:
Фиг. 1 – разрез, вид спереди.FIG. 1 - section, front view.
Фиг. 2 – разрез, вид справа, наклонен вперед.FIG. 2 - section, right side view, tilted forward.
Фиг. 3 – изометрия, вид спереди.FIG. 3 is an isometric view from the front.
На указанных выше чертежах показано исполнение изобретения.In the above drawings, an embodiment of the invention is shown.
На фиг. 1-3 с включением клапана в систему трубопроводов с подачей среды на золотник.In FIG. 1-3 with the inclusion of the valve in the piping system with the flow of medium to the spool.
В состав импульсного предохранительного клапана входит:The structure of the pulse safety valve includes:
общее основание 1 (металлическая конструкция, на которой смонтирован весь клапан), корпус 2. В состав клапана входят прокладки 3, 4, фильтр 5, сильфон 6, золотник 7, шток 8, диск-разделитель 9 полостей: напорной Г и сбросной Б, седло 10 диска-разделителя 9.common base 1 (metal structure on which the entire valve is mounted),
Шпилька 11, гайки 12, 13 составляют крепеж разъема клапана. Домкрат 14, имеющий полость В с рабочей средой, состоящий из донышка 15 сильфона 16 и штока 17, установлен на основании 1. Снаружи клапана установлены упорная гайка 18 и нижний упор 19 пружины-задатчика. Нижний упор 20 нажимной планки 21 служит для ограничения хода нажимной планки 21 вниз при настройке клапана без рабочей среды. Нижний упор 22 пружины домкрата расположен на нажимной планке 21. Пружина-задатчик 23 упирается в нижний упор 19.The
Пружина 24 домкрата 14 упирается в нижний упор 22. Верхний упор 25 расположен на пружине-задатчике 23. Верхний упор 26 расположен на пружине 24 домкрата 14. Нажимной болт 27 пружины 24 вставлен в верхний упор 26 для регулировки усилия пружины 24. Рычаг 28 электромагнита с якорем 29 и электромагнит 30 с упорной гайкой 31 служат для открытия клапана при любом давлении в контуре (трубопроводов, емкостей) и для проверки работоспособности клапана.The
Полый нажимной болт 32 пружины-задатчика 23 установлен в верхний упор 25. Электромагнит 33 с якорем 34, рычагом 35 и болтами 36 крепления электромагнитов служат для открытия клапана при любом давлении в контуре (трубопроводов, емкостей) и для проверки работоспособности клапана. Нажимной болт 37 расположен в верхней планке 38 основания 1. Шпилька 39, гайки 40, 41 составляют крепеж верхней планки 38 к основанию 1. Верхний упор 42 находится на пружине 43. На шток 44 накручена упорная гайка 18 и на нем жестко закреплен нижний упор 19 пружины-задатчика 23. Нижний упор 45 пружины 43 расположен на нажимной планке 21, под которой установлен упор 46. Шток 47, сильфон 48, донышко 49 сильфона составляют домкрат 50 с полостью А и с рабочей средой. Подводящие патрубки 51, 52, 53 и подводящий фланец 54 присоединены к корпусу 2 клапана и домкратам 14, 50. Регулировочный винт 55 расположен на основании 1. Электромагнит 56 служит для открытия клапана при любом давлении. Между нажимной планкой 21 и упорной гайкой 18 предусмотрен зазор - «S», для контроля правильной настройки. В верхней планке 38 выполнена резьба. Штоки 17, 47 упираются в нажимную планку 21. Полый нажимной болт 32 пружины-задатчика 23 установлен в верхней планке 38 с возможностью вращения в ней по резьбе. Отводящий фланец 58 присоединен к корпусу 2 клапана. Ремонтные фланцы 59, 60 соединяют штоки 8, 44. Ось вращения 61 рычагов 28, 35 расположена на электромагнитах 30, 33, 56.The
Домкрат состоит из корпуса, сильфона, штока. Сильфон выполняет две функции - герметизирует среду от атмосферы и создает подъемную силу в домкратах.The jack consists of a housing, a bellows, a rod. The bellows performs two functions - it seals the atmosphere from the atmosphere and creates lift in the jacks.
Усилие, создаваемое домкратами, зависит от давления рабочей среды и эффективной площади их сильфонов (эффективная площадь сильфона - это площадь, при воздействии на которую давления рабочей среды возникает подъемная сила в домкрате, приблизительно равная внутренней площади сильфона) и рассчитывается по формуле:The force created by the jacks depends on the pressure of the working medium and the effective area of their bellows (the effective area of the bellows is the area under the influence of which the pressure of the working medium causes a lifting force in the jack, approximately equal to the internal area of the bellows) and is calculated by the formula:
F=Рр×Sс F = P p × S s
где Рр - рабочее давление;where R p - working pressure;
Sc - эффективная площадь сильфона.S c is the effective area of the bellows.
Эффективная площадь сильфона в конструкции ничем не ограничена и может иметь (принимать) любые значения. Из формулы следует, что усилие, создаваемое домкратами, для открытия клапана может быть многократно большим, чем в клапане прямого действия, где усилие открытия создается давлением рабочей среды на эффективную площадь золотника и в котором площадь золотника, сила пружины, рабочее давление, давление открытия взаимосвязаны и ориентированы на диаметр седла (входного патрубка). Устройство открывания-закрывания имеет ступенчатое воздействие на пружину-задатчик.The effective area of the bellows in the design is not limited by anything and can have (take) any value. It follows from the formula that the force created by the jacks to open the valve can be many times greater than in a direct-acting valve, where the opening force is created by the pressure of the working medium on the effective area of the valve and in which the area of the valve, spring force, working pressure, opening pressure are interconnected and focused on the diameter of the saddle (inlet). The opening-closing device has a stepwise effect on the setpoint spring.
В первом положении, при рабочем давлении Рр, воздействия на пружину-задатчик нет. Между нажимной планкой 21 и упорной гайкой 18 установлен зазор «S», все усилие пружины-задатчика (100%) расходуется на создание контактных давлений в паре золотник-седло, что полностью устраняет протечки в затворе, в отличие от клапана прямого действия, в котором при рабочем давлении усилие пружины в запорном органе составляет около 10-15%.In the first position, at a working pressure P p , there is no effect on the set spring. Between the
Второе положение - при повышенном давлении в трубопроводе, емкости. Воздействие на пружину-задатчик осуществляется штоками 17, 47 домкратов 14, 50 через нажимную планку 21 и упорную гайку 18 для ее сжатия и открытия клапана.The second position - with increased pressure in the pipeline, capacity. The impact on the spring-setter is carried out by the
В силу того, что в заявляемом клапане нет жесткой связи между пружиной-задатчиком и независимым устройством открывания-закрывания, то усилие пружины в конструируемом клапане выбирается из условия разумной достаточности (чтобы не повредить уплотняющие поверхности седла и золотника) или требованием заказчика, а по ней создается устройство открывания-закрывания. При увеличении силы устройства, при одной и той же пружине-задатчике, уменьшается разность давлений начала открытия и полного открытия клапана. Клапан начинает открываться при более высоком давлении, значительно выше рабочего, соответственно, и его давление обратной посадки Роп при закрытии будет выше рабочего Рр из-за увеличенной силы пружины-задатчика.Due to the fact that in the inventive valve there is no rigid connection between the setpoint spring and an independent opening-closing device, the spring force in the designed valve is selected from the conditions of reasonable sufficiency (so as not to damage the sealing surfaces of the seat and spool) or according to the customer’s request, and according to it an opening-closing device is created. With an increase in the force of the device, with the same spring-setter, the pressure difference between the opening and complete opening of the valve decreases. The valve begins to open at a higher pressure, significantly higher than the worker, respectively, and its return pressure P op at closing will be higher than the worker P r due to the increased force of the setpoint spring.
Предварительная настройка импульсного предохранительного клапана (Фиг. 1-3)Preset Pulse Relief Valve (Fig. 1-3)
Перед вводом клапана в работу необходимо провести настройку клапана:Before putting the valve into operation, it is necessary to adjust the valve:
1. Поджать пружину-задатчик 23 полым нажимным болтом 32 до выбранного заранее усилия при конструировании (расчете) клапана.1. Press the
2. Поджать пружины 24, 43 нажимными болтами 27, 37 до усилия, равного усилию домкратов при рабочем давлении.2. Tighten the
Усилие пружины рассчитывается по формуле:The spring force is calculated by the formula:
Fпр=Kпр×ΔLпр F CR = K CR × Δ L CR
где Kпр - жесткость пружины (кг/мм);where K CR - spring stiffness (kg / mm);
ΔLпр - величина сжатия пружины (мм). Δ L CR - the amount of compression of the spring (mm).
3. Установить зазор «S», равный приблизительно 1-2 мм, между нажимной планкой 21 и упорной гайкой 18 вращением ее по штоку 44.3. Set the clearance “S” equal to approximately 1-2 mm between the
Работа клапана с подачей среды на золотник (Фиг. 1-3)The operation of the valve with the flow of medium to the spool (Fig. 1-3)
При подключении к системе трубопроводов, емкостей рабочая среда через подводящий фланец 54 по подводящим патрубкам 51, 52, 53 поступает в полость А домкрата 50, в полость В домкрата 14, в напорную полость Г клапана 2.When connected to the piping system, tanks, the working medium through the
В полостях А, В при рабочем давлении, воздействуя на эффективную площадь донышков 15, 49 сильфонов 16, 48, создается подъемная сила в каждом из домкратов, равная по величине силе поджатых в предварительной настройке пружин 24, 43, которая через штоки 17 и 47 передает усилие на нажимную планку 21, которая лежит на упорах 20, 46.In cavities A, B at operating pressure, acting on the effective area of the
В напорной полости Г клапана, рабочая среда проходит через фильтр 5 к сильфону 6 и золотнику 7, оказывая давление на эффективную площадь сильфона 6 на открытие и на эффективную площадь золотника 7 на закрытие клапана (их площади примерно равны между собой). Между нажимной планкой 21 и упорной гайкой 18 установлен зазор «S» около 1-2 мм. Это рабочее состояние клапана.In the pressure cavity of the valve G, the working medium passes through the
Важное замечание. При этом рабочем состоянии клапана все усилие (100%) пружины-задатчика 23 расходуется на создание контактных давлений на уплотнительных поверхностях в паре золотник 7-седло 10, достаточных для герметизации запорного органа импульсного клапана, в то время, как в клапане прямого действия, при рабочем давлении используется только около 10-15%.Important notice. In this operating condition of the valve, all the effort (100%) of the
При повышении давления в трубопроводе, емкости будет возрастать подъемная сила домкратов 14, 50. Это усилие через штоки 17, 47 передается на нажимную планку 21, она начинает движение вверх (в сторону открытия), сжимая пружины 24, 43. Зазор «S» уменьшается и становится равным нулю. Нажимная планка 21 упрется в упорную гайку 18 и остановится. При дальнейшем повышении давления усилие домкратов 14, 50 еще больше возрастает, и как только оно превысит усилие от пружин 24, 43, пружины-задатчика 23 и усилие от эффективной площади золотника 7, клапан начнет открываться. Под золотник поступает рабочая среда; сила, прижимающая его к седлу 10, исчезает (уменьшается до нуля), и в дополнение к этому, в сбросной полости Б начинает расти давление, которое воздействует на золотник 7 в сторону открытия. Появляется разница сил, большая в домкратах. Система «скачком» (за доли секунды) приводится в равновесие сил, движением нажимной планки 21 вверх, сжимая пружины 24, 43, пружину-задатчик 23, поднимая упорную гайку 18 вместе со штоками 8, 44, ремонтными фланцами 59, 60 и золотником 7 вверх (в сторону открытия) открывая клапан. Рабочая среда проходит в сбросную полость Б, затем через выходной патрубок и фланец 58 в главный предохранительный клапан или в атмосферу. Величина хода золотника 7 зависит от хода нажимной планки 21 и регулируется винтом 55 (еще один винт не показан). После сброса давления усилия пружин 24, 43 возвращают нажимную планку 21 в прежнее рабочее состояние на упоры 20, 46, а пружина-задатчик 23, за счет увеличенной силы, закрывает его, как только появляется минимальный зазор «S» еще при повышенном давлении среды.With increasing pressure in the pipeline, the capacity will increase the lifting force of the
Для открытия-закрытия клапана при любом давлении в трубопроводе, емкости и при проверке его работоспособности на клапане установлены электромагниты. При штатной работе клапана они отключены.To open and close the valve at any pressure in the pipeline, capacity and when checking its performance, electromagnets are installed on the valve. During normal operation of the valve, they are disabled.
Работа от силовых электромагнитов (Фиг. 1-3)Work from power electromagnets (Fig. 1-3)
При подаче напряжения (электрического тока) на электромагниты 30, 33, 56 (и еще один на фигурах не показан) их якоря 29, 34 (и еще два на фигурах не показаны) начинают движение вниз, воздействуя на рычаги электромагнитов 28, 35 (и еще два на фигурах не показаны), опуская их вниз. Другой конец каждого рычага через ось вращения 61 поднимается вверх, поднимая упорную гайку 31 и вместе с ней верхнюю часть штока 44, нижнюю часть штока 8 и золотник 7, сжимая пружину-задатчик 23, открывая клапан. При отключении электропитания якоря электромагнитов возвращаются в первоначальное положение. Клапан закрывается усилием пружины-задатчик 23.When voltage (electric current) is applied to the
Клапан классифицируется как двухпозиционный полноподъемный с возможностью регулировки хода золотника винтами 55 (один не показан).The valve is classified as a two-position full-lift with the ability to adjust the spool stroke with screws 55 (one not shown).
Клапан может работать с подачей среды под золотник 7. Все настройки клапана те же, кроме усилия пружины-задатчика 23. Она (пружина-задатчик) должна быть поджата сильнее на величину воздействия на нее силы от золотника 7 при рабочем давлении. Ее величина составит:The valve can work with the medium flowing under the
F=Рр×Sз,F = P p × S s
где Рр - рабочее давление;where R p - working pressure;
Sз - эффективная площадь золотника.S s - effective area of the spool.
В этом случае клапан работает (классифицируется) как клапан пропорционального действия (чем больше давление, тем больше величина открытия) с возможностью регулировки хода золотника винтами 55, (один не показан).In this case, the valve operates (classified) as a proportional valve (the greater the pressure, the greater the opening value) with the possibility of adjusting the stroke of the spool with
Ремонт клапана осуществляется заменой дефектной детали новой. В устройстве до каждой сборочной единицы есть свободный доступ, то есть чтобы снять и поставить новую деталь, необходимо минимум время и приспособлений. Разборка клапана до седла и золотника также не потребует больших затрат времени. Для этого установлены ремонтные фланцы 59, 60, разъединив их, можно извлечь из всей конструкции ИПК сам клапан с домкратами, при этом пружины и электромагниты остаются на месте и не разбираются, впоследствии это сокращает время ремонта и настройки.Valve repair is carried out by replacing the defective part with a new one. In the device, up to each assembly unit there is free access, that is, to remove and put in a new part, you need a minimum of time and devices. Dismantling the valve to the seat and spool also does not require a lot of time. To do this, repair
Предлагаемый импульсный предохранительный клапан может быть изготовлен из стандартных деталей, выпускаемых промышленностью.The proposed pulse safety valve can be made of standard parts manufactured by the industry.
Таким образом, предлагаемый импульсный предохранительный клапан позволяет повысить надежность за счет безотказного и своевременного открытия клапана при заданном превышении рабочего давления в системе, обеспечения клапаном в открытом положении требуемой пропускной способности, осуществления своевременной обратной посадки (закрытия) клапана при давлении выше рабочего, с требуемой степенью герметичности (класс А) после аварийного срабатывания. Кроме этого, предлагаемый клапан ремонтно-пригодный.Thus, the proposed pulse safety valve can improve reliability due to trouble-free and timely opening of the valve at a given excess of the working pressure in the system, providing the valve in the open position with the required flow rate, timely valve landing (closing) at a pressure higher than the working one, with the required degree tightness (class A) after emergency operation. In addition, the proposed valve is repairable.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016146035A RU2633735C1 (en) | 2016-11-23 | 2016-11-23 | Impulse safety valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016146035A RU2633735C1 (en) | 2016-11-23 | 2016-11-23 | Impulse safety valve |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2633735C1 true RU2633735C1 (en) | 2017-10-17 |
Family
ID=60129562
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016146035A RU2633735C1 (en) | 2016-11-23 | 2016-11-23 | Impulse safety valve |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2633735C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2770540C1 (en) * | 2021-01-26 | 2022-04-18 | Александр Михайлович Юрасов | Safety valve |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3520326A (en) * | 1968-06-27 | 1970-07-14 | Dresser Ind | Safety relief valve with pressure compensating skirt |
SU1106944A1 (en) * | 1982-12-07 | 1984-08-07 | Предприятие П/Я А-7584 | Pulsed safety valve |
RU54130U1 (en) * | 2005-04-25 | 2006-06-10 | Открытое акционерное общество "Пензтяжпромарматура" | PULSE-SAFETY DEVICE |
-
2016
- 2016-11-23 RU RU2016146035A patent/RU2633735C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3520326A (en) * | 1968-06-27 | 1970-07-14 | Dresser Ind | Safety relief valve with pressure compensating skirt |
SU1106944A1 (en) * | 1982-12-07 | 1984-08-07 | Предприятие П/Я А-7584 | Pulsed safety valve |
RU54130U1 (en) * | 2005-04-25 | 2006-06-10 | Открытое акционерное общество "Пензтяжпромарматура" | PULSE-SAFETY DEVICE |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Ф.ГУРЕВИЧ и др. Трубопроводная арматура с автоматическим управлением. Справочник, Л., Машиностроение, 1982, с.127-155. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2770540C1 (en) * | 2021-01-26 | 2022-04-18 | Александр Михайлович Юрасов | Safety valve |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20180283561A1 (en) | Twin seal rotary valves and hybrid high integrity pressure protection systems | |
US5590684A (en) | Dual pilot manifold assembly for a safety relief valve | |
US20170220053A1 (en) | Hybrid high integrity pressure protection systems and valves | |
JP5718381B2 (en) | Flow control actuator device used for self-closing stop valve | |
US6367498B1 (en) | Pressure relief apparatus | |
RU2633735C1 (en) | Impulse safety valve | |
KR100772628B1 (en) | Connection apparatus for pressure testing of safety valve and tester safety valve of generating facilities using the connection apparatus | |
JP3563502B2 (en) | Pressure resistance test method and load control device for pressure relief jig for safety valve used in the method | |
US11578805B2 (en) | Apparatus for conducting a hydraulic proof test | |
KR102269840B1 (en) | A fluid leakage prevention structure of globe valve | |
CN103968113A (en) | Low-pressure large-diameter safety valve | |
Farrell et al. | A Case Study: Balanced Globe Valve Load Sensitive Behavior Upon Opening | |
CN219263256U (en) | Diaphragm valve pressing device of steam turbine emergency blocking system | |
CN111637262A (en) | Balance buffer cavity for resetting safety valve with pressure grade of more than 35Mpa | |
Kima et al. | Required thrust comparison of the performance prediction and the static diagnostic test for air-operated gate valves in nuclear power plants | |
CN212480263U (en) | Reset safety valve | |
US11649898B2 (en) | Valve stem retainer device, system, and method for installing the same | |
CA2230480C (en) | Dual pilot manifold assembly for a safety relief valve | |
Manual | Document | |
CN111637261A (en) | Reset safety valve and method for releasing fluid pressure by using same | |
Clark | Effects of aging and service wear on main steam isolation valves and valve operators | |
RU2272206C2 (en) | Pulse-safety device | |
RU2364779C2 (en) | Safety valve | |
Bernstein et al. | ASME code safety valve rules—a review and discussion | |
US20060207662A1 (en) | Pressure relief valve |