RU2746231C1 - Closing valve - Google Patents

Closing valve Download PDF

Info

Publication number
RU2746231C1
RU2746231C1 RU2020119458A RU2020119458A RU2746231C1 RU 2746231 C1 RU2746231 C1 RU 2746231C1 RU 2020119458 A RU2020119458 A RU 2020119458A RU 2020119458 A RU2020119458 A RU 2020119458A RU 2746231 C1 RU2746231 C1 RU 2746231C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
valve
chamber
seal
cylinder
chambers
Prior art date
Application number
RU2020119458A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Иванович Духанин
Original Assignee
Юрий Иванович Духанин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юрий Иванович Духанин filed Critical Юрий Иванович Духанин
Priority to RU2020119458A priority Critical patent/RU2746231C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2746231C1 publication Critical patent/RU2746231C1/en

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
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/10—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with two or more closure members not moving as a unit
    • 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
    • F16K49/00—Means in or on valves for heating or cooling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Details Of Valves (AREA)

Abstract

FIELD: closing pipe reinforcement.
SUBSTANCE: invention relates to closing pipe reinforcement; it can be widely used in complex cleaning units, where the regeneration mode includes the processes of high-temperature heating and vacuuming. The closing valve is made in the form of a cylinder, connected to the drive through a rod. A seal and three chambers are placed in the cylinder. The first and third chambers are cylindrical, and the second is annular. The first chamber is located above the seal, while it is connected to the second and third chambers by means of axial channels made in the cylinder. Radial channels are made along the perimeter of each chamber. In addition, the closing valve is equipped with an additional chamber located on the side opposite to the cover relatively to the case and having an inlet pipe, a spring-loaded valve for supplying cooling medium and a seal for a hollow rod connected to the third chamber and interacting with the valve for supplying cooling medium. Besides, the outer surface of the cylinder, the hollow rod and the inner surface of the additional chamber facing the third chamber are thermally insulated.
EFFECT: invention makes it possible to create a closing valve design in which the valve seal is reliably protected from the temperature effects of the working medium used in the regeneration process.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к запорной трубопроводной арматуре и может быть широко использовано в блоках комплексной очистки, где режим регенерации включает процессы высокотемпературного нагрева и вакуумирования.The invention relates to shut-off pipeline valves and can be widely used in integrated treatment units, where the regeneration mode includes the processes of high-temperature heating and evacuation.

Известна конструкция запорной арматуры, содержащей корпус с входным и выходным патрубками для рабочей среды, седло и клапан, уплотнение которых выполнено «металл по металлу», и шток клапана, соединенный с приводом (см. Патент RU 154808).Known design of valves, containing a housing with inlet and outlet pipes for the working medium, a seat and a valve, the seal of which is made "metal to metal", and a valve stem connected to the drive (see Patent RU 154808).

Хотя данная конструкция надежно работает даже при температуре рабочей среды выше 350C, однако она обладает небольшой герметичностью по затвору и поэтому не может применяться в блоках комплексной очистки, где после высокотемпературного нагрева сорбента в адсорбере требуется осуществить процесс вакуумирования.Although this design works reliably even at a working medium temperature above 350C, it has a small seal tightness and therefore cannot be used in complex purification units, where, after high-temperature heating of the sorbent in an adsorber, an evacuation process is required.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является запорный клапан, включающий корпус, входной и выходной патрубки для рабочей среды, седло, клапан и шток, соединенный с приводом, установленным на крышке (см. Романенко Н.Т. и Куликов Ю.Ф. «Криогенная арматура», М. Машиностроение, 1978 г., стр. 10, рис. 10).The closest to the proposed technical solution is a shut-off valve, which includes a body, inlet and outlet pipes for the working medium, a saddle, a valve and a stem connected to an actuator mounted on the cover (see Romanenko N.T. and Kulikov Yu.F. "Cryogenic fittings ", M. Mechanical Engineering, 1978, p. 10, Fig. 10).

В данной конструкции обеспечивается высокая степень герметичности затвора клапана в диапазоне рабочих давлений от 1×10-3 мм рт.ст. до 6,0 МПа и рабочих температур в диапазоне от 15К до 393К за счет применения в качестве уплотнителей фторопласта или поликарбоната. Однако для использования указанной конструкции запорного клапана, где для высококачественной регенерации сорбента требуется его нагрев выше 430К, перед клапаном необходимо устанавливать теплообменник, чтобы понизить температуру рабочей среды, используемой для нагрева, до температуры, при которой уплотнитель клапана сохраняет требуемые для герметичности затвора свойства.This design provides a high degree of tightness of the valve gate in the operating pressure range from 1 × 10 -3 mm Hg. up to 6.0 MPa and operating temperatures in the range from 15K to 393K due to the use of fluoroplastic or polycarbonate as seals. However, to use the specified design of the shutoff valve, where high-quality regeneration of the sorbent requires heating it above 430K, a heat exchanger must be installed in front of the valve in order to lower the temperature of the working medium used for heating to the temperature at which the valve seal retains the properties required for the seal tightness of the shutter.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся совокупными признаками идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, следовательно, оно соответствует критерию новизна.The analysis of the prior art made it possible to establish that the applicant has not found an analogue characterized by aggregate features identical to all essential features of the claimed invention, therefore, it meets the criterion of novelty.

Целью изобретения является предложить конструкцию запорного клапана, в которой уплотнитель клапана надежно защищен от температурного воздействия рабочей среды, используемой в процессе регенерации.The aim of the invention is to propose a design of a shut-off valve, in which the valve seal is reliably protected from the temperature effects of the working medium used in the regeneration process.

Поставленная цель достигается тем, что в запорном клапане, включающем корпус, входной и выходной патрубки для рабочей среды, седло, клапан и шток, соединенный с приводом, установленным на крышке, клапан выполнен в виде цилиндра, через шток связанного с приводом, в цилиндре размещены уплотнитель и три камеры, первая и третья, из которых выполнены цилиндрическими, а вторая - кольцевой, первая камера расположена над уплотнителем, при этом она сообщена со второй и третьей камерами с помощью осевых каналов, выполненных в цилиндре, а по периметру каждой камеры выполнены радиальные каналы, кроме того запорный клапан снабжен дополнительной камерой, расположенной со стороны, противоположной крышке относительно корпуса, и имеющей входной патрубок, подпружиненный клапан для подачи охлаждающей среды и уплотнение для полого штока, сообщенного с третьей камерой и взаимодействующею с клапаном для подачи охлаждающей среды, а кроме того на наружную поверхность цилиндра, полого штока и внутреннюю поверхность дополнительной камеры, обращенной в сторону третьей камеры, нанесена термоизоляция.This goal is achieved by the fact that in the shut-off valve, which includes a body, inlet and outlet pipes for the working medium, a seat, a valve and a stem connected to an actuator mounted on the cover, the valve is made in the form of a cylinder, through a stem connected to the actuator, the cylinder is located seal and three chambers, the first and third, of which are cylindrical, and the second - annular, the first chamber is located above the seal, while it communicates with the second and third chambers using axial channels made in the cylinder, and radials are made around the perimeter of each chamber channels, in addition, the shut-off valve is equipped with an additional chamber located on the side opposite to the cover relative to the body and having an inlet pipe, a spring-loaded valve for supplying a cooling medium and a seal for a hollow stem communicated with the third chamber and interacting with a valve for supplying a cooling medium, and in addition to the outer surface of the cylinder, the hollow rod and the inner surface The position of the additional chamber facing the third chamber is thermally insulated.

На фиг. 1 показана конструктивная схема запорного клапана.FIG. 1 shows a structural diagram of a shut-off valve.

Запорный клапан содержит корпус 1, входной патрубок 2 и выходной патрубок 3 для рабочей среды, седло 4, клапан, выполненный в виде цилиндра 5, с размещенным в нем уплотнителем 6 и трех камер. Первая цилиндрическая камера 7 расположена над уплотнителем 5, вторая кольцевая камера 8 и третья - цилиндрическая камера 9 расположена под уплотнителем 5, при этом первая цилиндрическая камера 7 сообщена со второй камерой 8 и третьей камерой 9 осевыми каналами 10, проделанными в цилиндре 5, а по периметру каждой камеры 7, 8 и 9 выполнены радиальные каналы 11. Цилиндр 5 через шток 12 связан с приводом (на черт. не показан), например, с пневмоприводом, установленным на крышке 13 запорного клапана. Запорный клапан снабжен дополнительной камерой 14, расположенной со стороны противоположной крышке 13 относительно корпуса 1, при этом в дополнительной камере 14 выполнены, входной патрубок 15 и подпружиненный клапан 16 для подачи охлаждающей среды и уплотнение 17 для полого штока 18, сообщенного с третьей цилиндрической камерой 9 и взаимодействующего с подпружиненным клапаном 16 для подачи охлаждающей среды. Для снижения расхода охлаждающей среды на наружную поверхность цилиндра 5, наружную поверхность пологе штока 18 и внутреннюю поверхность дополнительной камеры 14, обращенной в сторону третьей цилиндрической камеры 9 нанесена термоизоляция 19.The shut-off valve contains a body 1, an inlet 2 and an outlet 3 for the working medium, a seat 4, a valve made in the form of a cylinder 5 with a seal 6 and three chambers located in it. The first cylindrical chamber 7 is located above the seal 5, the second annular chamber 8 and the third - the cylindrical chamber 9 is located under the seal 5, while the first cylindrical chamber 7 is in communication with the second chamber 8 and the third chamber 9 by axial channels 10 made in the cylinder 5, and along Radial channels 11 are made around the perimeter of each chamber 7, 8 and 9. The cylinder 5 is connected through the rod 12 with an actuator (not shown in the figure), for example, with a pneumatic actuator mounted on the cover 13 of the shut-off valve. The shut-off valve is equipped with an additional chamber 14 located on the side opposite to the cover 13 relative to the housing 1, while in the additional chamber 14, an inlet 15 and a spring-loaded valve 16 for supplying a cooling medium and a seal 17 for a hollow rod 18 communicated with the third cylindrical chamber 9 are made and cooperating with a spring-loaded valve 16 for supplying a cooling medium. To reduce the flow rate of the cooling medium, thermal insulation 19 is applied to the outer surface of the cylinder 5, the outer surface of the canopy of the rod 18 and the inner surface of the additional chamber 14 facing the third cylindrical chamber 9.

Запорный клапан работает следующим образом. Перед тем, как подать на запорный клапан расход высокотемпературной рабочей среды, например, газообразный азот, часто используемый в процессе регенерации адсорберов, с температурой более 200°С и давлением 0,02-0,03 МПа, производят открытие клапана для предварительной подачи охлаждающей среды, например, того же азота с температурой 20°С-25°С. С этой целью под действием усилия от привода, например, пневмопривода (на черт. не показан), установленного на крышке 13 запорного клапана, передаваемого через шток 12, цилиндр 5 отрывается от седла 4 и поднимается вверх на высоту, равную ходу клапана. Одновременно поднимается и полый шток 18, сообщенный с цилиндрической камерой 9. При движении вверх полый шток 18 открывает подпружиненный клапан 16. В результате газообразный азот через входной патрубок 15, открытый клапан 16 и полый шток 18 поступает в цилиндрическую камеру 9, а затем газообразный азот через осевые каналы 10, проделанные в цилиндре 5, поступает в цилиндрическую камеру 7 и кольцевую камеру 8. Из камер 7, 8 и 9 газообразный азот через радиальные каналы 11 отводится из выходного патрубка 3 в атмосферу. Таким образом, вокруг цилиндра 5 и уплотнителя 6, выполненного, например, из фторопласта и установленного в цилиндре 5, заранее создается поток холодного газа, обеспечивающий тепловую защиту уплотнителя 6, которая дополняется за счет слоя термоизоляции 19, нанесенной на наружную поверхность корпуса 5, полого штока 18 и внутреннюю поверхность дополнительной камеры 14, обращенной в сторону цилиндрической камеры 9. На следующем этапе через входной патрубок 2 подается газообразный азот с температурой порядка 280°С-320°С, при этом высокотемпературный поток азота будет оттесняться от цилиндра 5 и уплотнителя 6 холодным потоком газообразного азота, таким образом, обеспечивая надежную термозащиту уплотнителя 6. Далее оба потока смешиваются и через выходной патрубок 3 общий поток сбрасывается в атмосферу. После прекращения подачи расхода высокотемпературного потока азота подача холодного азота еще продолжается определенное время, гарантирующее охлаждение седла 4 и дополнительной камеры 14 до температуры порядка 50°С-70°С, обеспечивающей безопасность уплотнителя 6 и сохранения его свойств, требуемых для герметичности затвора. После посадки цилиндра 5 с уплотнителем 6 на седло 4 клапан 16 под действием пружины закрывается, прекращается подача холодного азота, а под действием усилия со сторону привода на уплотнителе 6 создается необходимое удельное давление для достижения требуемой герметичности затвора, что позволяет выполнить следующий процесс вакуумирования во взаимосвязанным с запорным клапаном изделии, например, в адсорбере до давления порядка 1×10-2-1×10-3 мм рт.ст., учитывая при этом, что подпружиненный клапан 16 и уплотнение 17 полого штока 18, установленные в дополнительной камере 14, рассчитаны для данной работы.The shut-off valve works as follows. Before supplying the shut-off valve with the flow of a high-temperature working medium, for example, gaseous nitrogen, often used in the regeneration of adsorbers, with a temperature of more than 200 ° C and a pressure of 0.02-0.03 MPa, the valve is opened for preliminary supply of the cooling medium , for example, the same nitrogen with a temperature of 20 ° C-25 ° C. For this purpose, under the action of a force from an actuator, for example, a pneumatic actuator (not shown in the figure), mounted on the shut-off valve cover 13, transmitted through the stem 12, the cylinder 5 is torn off the seat 4 and rises to a height equal to the valve travel. At the same time, the hollow rod 18, communicated with the cylindrical chamber 9, rises. When moving upward, the hollow rod 18 opens the spring-loaded valve 16. As a result, gaseous nitrogen through the inlet 15, the open valve 16 and the hollow rod 18 enters the cylindrical chamber 9, and then gaseous nitrogen through the axial channels 10, made in the cylinder 5, enters the cylindrical chamber 7 and the annular chamber 8. From the chambers 7, 8 and 9 gaseous nitrogen through the radial channels 11 is discharged from the outlet 3 into the atmosphere. Thus, around the cylinder 5 and the seal 6, made, for example, of fluoroplastic and installed in the cylinder 5, a cold gas flow is created in advance, providing thermal protection of the seal 6, which is complemented by a layer of thermal insulation 19 applied to the outer surface of the housing 5, hollow rod 18 and the inner surface of the additional chamber 14, facing the cylindrical chamber 9. At the next stage, nitrogen gas with a temperature of about 280 ° C-320 ° C is fed through the inlet pipe 2, while the high-temperature nitrogen flow will be pushed away from the cylinder 5 and the seal 6 cold flow of gaseous nitrogen, thus providing reliable thermal protection of the seal 6. Further, both flows are mixed and through the outlet 3 the total flow is discharged into the atmosphere. After stopping the flow of the high-temperature nitrogen flow, the supply of cold nitrogen still continues for a certain time, guaranteeing the cooling of the seat 4 and the additional chamber 14 to a temperature of about 50 ° C-70 ° C, ensuring the safety of the seal 6 and maintaining its properties required for the seal tightness. After the landing of the cylinder 5 with the seal 6 on the seat 4, the valve 16 closes under the action of the spring, the supply of cold nitrogen stops, and under the action of the force from the drive side, the necessary specific pressure is created on the seal 6 to achieve the required tightness of the valve, which allows the following vacuum process in interconnected with a shut-off valve of the product, for example, in an adsorber up to a pressure of the order of 1 × 10 -2 -1 × 10 -3 mm Hg, taking into account that the spring-loaded valve 16 and the seal 17 of the hollow stem 18 installed in the additional chamber 14, calculated for this job.

Таким образом, технические решения, предложенные в конструкции запорного клапана, позволяют выполнить цель изобретения.Thus, the technical solutions proposed in the design of the check valve make it possible to fulfill the object of the invention.

Сравнение существенных признаков предлагаемого и уже известных решений дает основание считать, что предлагаемое техническое решение отвечает критериям «изобретательский уровень» и «промышленная применяемость».Comparison of the essential features of the proposed and already known solutions gives reason to believe that the proposed technical solution meets the criteria of "inventive step" and "industrial applicability".

Claims (1)

Запорный клапан, включающий корпус, входной и выходной патрубки для рабочей среды, седло, клапан и шток, соединенный с приводом, установленным на крышке, отличающийся тем, что клапан выполнен в виде цилиндра, через шток связанного с приводом, в цилиндре размещены уплотнитель и три камеры, первая и третья из которых выполнены цилиндрическими, а вторая - кольцевой, первая камера расположена над уплотнителем, при этом она сообщена со второй и третьей камерами с помощью осевых каналов, выполненных в цилиндре, а по периметру каждой камеры выполнены радиальные каналы, кроме того запорный клапан снабжен дополнительной камерой, расположенной со стороны, противоположной крышке относительно корпуса, и имеющей входной патрубок, подпружиненный клапан для подачи охлаждающей среды и уплотнение для полого штока, сообщенного с третьей камерой и взаимодействующего с клапаном для подачи охлаждающей среды, а кроме того на наружную поверхность цилиндра, полого штока и внутреннюю поверхность дополнительной камеры, обращенной в сторону третьей камеры, нанесена термоизоляция.A shut-off valve, which includes a body, inlet and outlet pipes for the working medium, a seat, a valve and a stem connected to an actuator mounted on the cover, characterized in that the valve is made in the form of a cylinder, through the stem connected to the actuator, a seal is placed in the cylinder and three chambers, the first and third of which are cylindrical, and the second - annular, the first chamber is located above the seal, while it communicates with the second and third chambers using axial channels made in the cylinder, and radial channels are made around the perimeter of each chamber, in addition the shut-off valve is equipped with an additional chamber located on the side opposite to the cover relative to the body, and having an inlet pipe, a spring-loaded valve for supplying a cooling medium and a seal for a hollow stem communicated with the third chamber and interacting with the valve for supplying a cooling medium, and in addition to the outer surface of the cylinder, hollow rod and the inner surface of the additional the chamber facing the third chamber is thermally insulated.
RU2020119458A 2020-06-08 2020-06-08 Closing valve RU2746231C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020119458A RU2746231C1 (en) 2020-06-08 2020-06-08 Closing valve

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020119458A RU2746231C1 (en) 2020-06-08 2020-06-08 Closing valve

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2746231C1 true RU2746231C1 (en) 2021-04-09

Family

ID=75353221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020119458A RU2746231C1 (en) 2020-06-08 2020-06-08 Closing valve

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2746231C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2824058C1 (en) * 2023-11-20 2024-08-01 Юрий Иванович Духанин High pressure cryogenic valve

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU641220A1 (en) * 1977-01-10 1979-01-05 Предприятие П/Я А-3605 Compressed-gas driven engine inlet valve
DE4138283C1 (en) * 1991-11-21 1992-12-10 Zimmermann & Jansen Gmbh
RU2527807C1 (en) * 2013-03-11 2014-09-10 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" High temperature throttle device
US9790822B2 (en) * 2014-02-10 2017-10-17 Nittan Valve Co., Ltd. Hollow poppet valve

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU641220A1 (en) * 1977-01-10 1979-01-05 Предприятие П/Я А-3605 Compressed-gas driven engine inlet valve
DE4138283C1 (en) * 1991-11-21 1992-12-10 Zimmermann & Jansen Gmbh
RU2527807C1 (en) * 2013-03-11 2014-09-10 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" High temperature throttle device
US9790822B2 (en) * 2014-02-10 2017-10-17 Nittan Valve Co., Ltd. Hollow poppet valve

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2824058C1 (en) * 2023-11-20 2024-08-01 Юрий Иванович Духанин High pressure cryogenic valve

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9133941B2 (en) Valves having removable internal actuation mechanisms
PL208980B1 (en) Method for reducing force on gaskets of ball closing component and system designed to reduce the force exerted on the gasket of a ball closing component
US10760705B2 (en) Dual piston pneumatic actuator
RU2746231C1 (en) Closing valve
RU2463438C1 (en) Method of heating check valve shutoff element
RU168627U1 (en) DOUBLE HYDRAULIC PREVENTOR
RU150878U1 (en) PULSE-SAFETY DEVICE
JP3027108B2 (en) Micro valve for fluid delivery device
RU2355014C1 (en) Pressure regulator
RU2747895C1 (en) Cryogenic shut-off and control valve
RU2402409C1 (en) Gasostatic extruder
CN101586689B (en) Novel single valve plate multi pass liquid seal valve
CN104633250B (en) Low-temperature pneumatic valve time delay unit
RU2463506C1 (en) Check valve
US2310628A (en) Flow control valve
RU2270391C2 (en) Stop-control valve
RU2447346C1 (en) Stop valve with unloaded stop
CN213956860U (en) Isobaric closed sampling device for trimethylamine
RU2463439C1 (en) Check valve
EP1498645B1 (en) A valve
RU2463437C1 (en) Check valve
WO2014182756A1 (en) Valve with orifice plate
RU2409786C1 (en) Bio-shell case for pipeline accessories
US20220213961A1 (en) Filling valve
RU2559224C1 (en) Liquid-propellant rocket engine (lpre)