RU2770540C1

RU2770540C1 - Safety valve

Info

Publication number: RU2770540C1
Application number: RU2021101721A
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Юрасов
Original assignee: Александр Михайлович Юрасов
Priority date: 2021-01-26
Filing date: 2021-01-26
Publication date: 2022-04-18

Abstract

FIELD: power engineering.SUBSTANCE: invention relates to the field of power engineering, in particular, to valve engineering, and is intended for protecting the systems of power units from the pressure of the medium therein exceeding the permitted limit. The safety valve comprises a body, a cover, a bellows tightly connected with the body and the movable element connected with the sealing assembly, a locking mechanism including a spring-loaded separator with cylindrical inserts and a support ring, and a setting unit, the latter is located outside of the valve on the outer end side of the cover and consists of a thrust nut, a support ring, and pushers located in the holes of the cover, sealed with sealing rings and contacting the support ring of the locking mechanism by the end.EFFECT: creation of a safety valve maintaining the operability during manufacture and operation with a predetermined actuation pressure due to the unit for setting the working compression force of the spring of the locking mechanism without subsequent disassembly thereof and simultaneously with the installation of the tool for monitoring the actuation pressure.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетического машиностроения, в частности, к арматуростроению и предназначено для защиты систем энергетических установок от превышения в них давления среды сверх допустимого предела.The invention relates to the field of power engineering, in particular, to valve building and is intended to protect the systems of power plants from exceeding the pressure of the medium in them in excess of the permissible limit.

Известны предохранительные клапаны, в состав которых входят корпус с входным и выходным патрубками, золотник, сильфонное уплотнение и пружинный механизм создания нагрузки (см. рис. 202, стр. 300 книги «Судовая арматура» авторов: Кашанский М.С., Степанов В.В., Гольдфайн В.Н. и др., издательство «Судостроение», Ленинград, 1975 г. и рис. 5.3, стр. 117 книги «Арматура ядерных энергетических установок» авторов: Гуревич Д.Ф., Ширяев В.В. и др., Атомиздат, г. Москва, 1978 г.).Safety valves are known, which include a body with inlet and outlet pipes, a spool, a bellows seal and a spring mechanism for creating a load (see Fig. 202, p. 300 of the book "Ship fittings" by the authors: Kashansky M.S., Stepanov V. V., Goldfain V.N., etc., publishing house "Sudostroenie", Leningrad, 1975 and Fig. 5.3, page 117 of the book "Armature of nuclear power plants" authors: Gurevich D.F., Shiryaev V.V. and others, Atomizdat, Moscow, 1978).

В указанных клапанах подача среды производится в направлении на золотник, а в качестве чувствительного элемента используется подпружиненный сильфон.In these valves, the medium is supplied in the direction of the spool, and a spring-loaded bellows is used as a sensitive element.

Недостатком у казанных клапанов является недостаточная герметичность в затворе, особенно после срабатывания клапана. Появляющаяся протечка через затвор, в свою очередь, приводит к эрозии уплотнительных поверхностей и дальнейшему росту негерметичности в затворе.The disadvantage of these valves is the lack of tightness in the gate, especially after the valve has actuated. The emerging leakage through the valve, in turn, leads to erosion of the sealing surfaces and a further increase in leaks in the valve.

Известен предохранительный клапан (авторское свидетельство SU 1489276 Al, F16K 17/14, 1987 г.), который состоит из корпуса с патрубками, крышки, сильфона, передающего усилие от предохраняемой среды на узел уплотнения, подвижной опоры в виде штока со стаканом и фиксирующего механизма. содержащего нагруженный пружиной сепаратор с цилиндрическими фиксаторами, опорного кольца и узла настройки, выполненного в виде винта и расположенного внутри корпуса.A safety valve is known (author's certificate SU 1489276 Al, F16K 17/14, 1987), which consists of a body with nozzles, a cover, a bellows that transmits force from the protected medium to the seal assembly, a movable support in the form of a rod with a glass and a locking mechanism . containing a spring-loaded separator with cylindrical retainers, a support ring and a tuning unit made in the form of a screw and located inside the housing.

Недостатком данного клапана является то, что работоспособность клапана возвращается после срабатывания, только после замены узла уплотнения на новый.The disadvantage of this valve is that the valve's performance returns after actuation, only after replacing the seal assembly with a new one.

Другим недостатком предохранительного клапана является технологическая сложность в проведении работ по настройке расчетного усилия пружины, требуемого для обеспечения работоспособности клапана. Для управления узлом настройки необходимо наличие специального приспособления, установка его в технологическое отверстие крышки и, последующий демонтаж или выполнение работ при снятой крышке. И такая работа должна проводиться после каждой проверки и настройки давления срабатывания.Another disadvantage of the safety valve is the technological complexity in carrying out work on setting the calculated spring force required to ensure the valve's operability. To control the adjustment unit, it is necessary to have a special device, install it in the technological opening of the cover and, subsequently, dismantle or perform work with the cover removed. And such work should be carried out after each check and adjustment of the set pressure.

Следует у читывать, что установка технологического приспособления для настройки требуемой величины давления выполняется после демонтажа технологического приспособления из технологического отверстия крышки, необходимого для измерения контролируемых значений давления срабатывания фиксирующего механизма, а также после демонтажа стопора для ограничения хода штока при проведении гидравлических испытаний. При этом не исключена вероятность того, что при демонтаже указанных технологических приспособлений настроенного усилия сжатия пружины может быть нарушена.It should be noted that the installation of a technological device for setting the required pressure value is carried out after dismantling the technological device from the technological opening of the cover, which is necessary for measuring the controlled values of the actuation pressure of the locking mechanism, as well as after dismantling the stopper to limit the stroke of the rod during hydraulic tests. At the same time, the possibility is not ruled out that during the dismantling of these technological devices, the set compression force of the spring may be violated.

Данное техническое решение является прототипом для предлагаемой конструкции предохранительного клапана.This technical solution is a prototype for the proposed safety valve design.

Технической задачей, решаемой изобретением, - является создание предохранительного клапана с размещением узла настройки рабочего усилия сжатия пружины снаружи клапана, на наружной торцевой поверхности крышки, и обеспечивающего выполнение работ по настройке при установленном приспособлении для контроля давлений страгивания и срабатывания фиксирующего механизма без открытия узла уплотнения, а при проверке указанных давлений при испытаниях с открытием узла уплотнения выполнение работ по настройке в процессе проведения этих испытаний.The technical problem solved by the invention is the creation of a safety valve with the placement of the adjustment unit for the working force of the spring compression outside the valve, on the outer end surface of the cover, and ensuring the performance of adjustment work with the device installed to control the breakaway pressure and actuate the locking mechanism without opening the seal assembly, and when checking the indicated pressures during tests with the opening of the seal assembly, the performance of adjustment work in the course of these tests.

Решение поставленной задачи позволит улучшить выполнение пуско-наладочных работ при изготовлении и сопроводительных работах при обслуживании во время эксплуатации на объекте.The solution of the task will improve the performance of commissioning during manufacture and accompanying work during maintenance during operation at the facility.

Указанная задача решается за счет того, что в предохранительном клапане, содержащем корпус, крышку, сильфон, герметично соединенный с корпусом и подвижным элементом, соединенным с узлом уплотнения; фиксирующий механизм, включающий в себя нагруженный пружиной сепаратор с цилиндрическими вкладышами и опорным кольцом, и узел настройки усилия сжатия пружины, последний размещен снаружи клапана, на наружной торцевой стороне крышки и состоит из упорной гайки, опорного кольца и толкателей, расположенных в отверстиях крышки, герметизированных уплотни тельными кольцами и контактирующих своим торцом с опорным кольцом фиксирующего механизма.This problem is solved due to the fact that in a safety valve containing a body, a cover, a bellows, hermetically connected to the body and a movable element connected to the seal assembly; locking mechanism, which includes a spring-loaded separator with cylindrical liners and a support ring, and a spring compression force adjustment unit, the latter is located outside the valve, on the outer end side of the cover and consists of a thrust nut, a support ring and pushers located in the openings of the cover, sealed sealing rings and contacting with its end face with the support ring of the locking mechanism.

Сущность технического предложения поясняется чертежом, где на фигуре 1 изображен общий вид предохранительного клапана.The essence of the technical proposal is illustrated by the drawing, where figure 1 shows a general view of the safety valve.

Клапан предохранительный состоит из корпуса 1 с входным и выходным патрубками. Во внутренней полости корпуса 1 размещены узел уплотнения, включающий в себя золотник 2, взаимодействующий с уплотнительным седлом 3 корпуса 1, сильфон 4, герметично соединенный с корпусом 1 подвижным элементом в виде штока 5 со стаканом 6, и фиксирующий механизм, содержащий нагруженный пружиной 7 сепаратор 8 с цилиндрическими фиксаторами 9. опорное кольцо 10 и узел настройки 11 усилия сжатия пружины 7.The safety valve consists of a housing 1 with inlet and outlet pipes. In the internal cavity of the body 1 there is a seal assembly, including a spool 2 interacting with the sealing seat 3 of the body 1, a bellows 4 hermetically connected to the body 1 by a movable element in the form of a rod 5 with a cup 6, and a locking mechanism containing a separator loaded with a spring 7 8 with cylindrical retainers 9. support ring 10 and adjustment unit 11 of the compression force of the spring 7.

Корпус 1 закрыт крышкой 12, имеющей технологическое отверствие 13 для установки специальных приспособлений при выполнении пуско-наладочных и контролируемых операций при эксплуатации и при проведении гидравлических испытаний системы, при проверке давления срабатывания фиксирующего механизма или, например, установки сигнализатора.The body 1 is closed with a lid 12, which has a technological hole 13 for installing special devices when performing commissioning and controlled operations during operation and when conducting hydraulic tests of the system, when checking the actuation pressure of the locking mechanism or, for example, installing a signaling device.

Узел настройки 11 размещен с наружной торцевой стороны крышки 12 и состоит из упорной гайки 14. опорного кольца 15 и толкателей 16, расположенных в отверстиях крышки 12. Упорная гайка 14 связана резьбовым соединением 17 с цилиндрическим выступом 18 крышки 12. Опорное кольцо 15 имеет фиксирующий элемент от проворота, выполненный, например, в виде лапки 19. входящей в паз 20 цилиндрического выступа 18. Толкатели 16 герметизированы в отверстиях крышки 12 уплотнительными кольцами 21 и контактируют своим торцом с опорным кольцом 10, находящимся во внутренней полости корпуса 1.The adjustment unit 11 is located on the outer end side of the cover 12 and consists of a thrust nut 14, a support ring 15 and pushers 16 located in the holes of the cover 12. The thrust nut 14 is connected by a threaded connection 17 with a cylindrical protrusion 18 of the cover 12. The support ring 15 has a locking element against rotation, made, for example, in the form of a tab 19. included in the groove 20 of the cylindrical protrusion 18. The pushers 16 are sealed in the holes of the cover 12 with sealing rings 21 and contact their end face with the support ring 10 located in the internal cavity of the housing 1.

Работа клапана осуществляется следующим образом.The operation of the valve is carried out as follows.

В исходном состоянии золотник 2 находится в положении "закрыто" и прижат к уплотнительному седлу 3 с необходимым расчетным усилием, обеспечивающим герметичность узла уплотнения.In the initial state, the spool 2 is in the "closed" position and is pressed against the sealing seat 3 with the necessary design force to ensure the tightness of the seal assembly.

При повышении давления среды в предохраняемой системе в полости над золотником 2 усилие от действия давления среды на эффективную площадь сильфона 4 начинает превышать значение усилия сжатия пружины 7, при этом шток 5 начинает перемещаться относительно остающегося неподвижным золотника 2.With an increase in the pressure of the medium in the protected system in the cavity above the spool 2, the force from the action of the pressure of the medium on the effective area of the bellows 4 begins to exceed the value of the compression force of the spring 7, while the rod 5 begins to move relative to the stationary spool 2.

При достижении предохраняемой системой давления срабатывания клапана происходит перемещение сепаратора 8 с фиксаторами 9. После перемещения фиксаторов 9 в радиальном направлении усилия, развиваемое сильфоном 4 передается полностью на шток 5, который перемещается вверх и поднимает золотник 2 на величину хода клапана.When the pressure of the valve actuation protected by the system is reached, the separator 8 with the latches 9 moves. After the latches 9 move in the radial direction, the force developed by the bellows 4 is completely transferred to the stem 5, which moves up and lifts the spool 2 by the amount of the valve stroke.

При снижении давления в предохраняемой системе шток 5 совместно со стаканом 6 перемещается в сторону золотника 2 под действием усилия сжатия сильфона 4 или же под действием специального приспособления, устанавливаемого в технологическое отверстие 13. Золотник 2 перемещается до упора в уплотнительное седло 3 корпуса 1, закрывая проходное сечение клапана, пропуск рабочей среды через узел уплотнения прекращается.When the pressure in the protected system decreases, the stem 5, together with the cup 6, moves towards the spool 2 under the action of the compression force of the bellows 4 or under the action of a special device installed in the process hole 13. The spool 2 moves all the way into the sealing seat 3 of the body 1, closing the passage valve section, the passage of the working medium through the seal assembly stops.

Для обеспечения требуемого давления срабатывания клапана пружину 7 необходимо поджать с расчетным усилием, для чего упорную гайку 14 требуется вращать по часовой стрелке с созданием на ней расчетного крутящего момента. При вращении упорная гайка 14 перемещается вниз и передает усилие от приложенного крутящего момента вниз через опорное кольцо 15 на толкатели 16, которые своим торцом передают усилие через опорное кольцо 10 на пружину 7. сжимая ее.To ensure the required valve actuation pressure, the spring 7 must be pressed with a calculated force, for which the thrust nut 14 must be rotated clockwise with the creation of a calculated torque on it. During rotation, the stop nut 14 moves down and transfers the force from the applied torque down through the support ring 15 to the pushers 16, which, with their end, transfer the force through the support ring 10 to the spring 7, compressing it.

Указанную настройку усилия пружины 7 можно проводить при установленном в технологическом отверстии 13 крышки 12 приспособлении для проверки давления срабатывания, что позволяет при этом выполнить подрегулировку усилия пружины 7, при необходимости, улучшить условия обслуживания клапана предохранительного при эксплуатации на объекте и повысить точность установленного усилия сжатия пружины 7 и, соответственно, точность величины давления срабатывания фиксирующего механизма и клапана.The specified setting of the force of the spring 7 can be carried out with a device for checking the actuation pressure installed in the technological hole 13 of the cover 12, which allows you to adjust the force of the spring 7, if necessary, improve the service conditions for the safety valve during operation at the facility and increase the accuracy of the set spring compression force 7 and, accordingly, the accuracy of the actuation pressure of the locking mechanism and the valve.

Claims

A safety valve comprising a body, a cover, a bellows hermetically connected to the body and a movable element connected to the seal assembly, a locking mechanism that includes a spring-loaded separator with cylindrical liners and a support ring, and a spring compression force adjustment unit, characterized in that the spring compression adjustment unit is located outside the valve on the outer end side of the cover and consists of a stop nut mounted on the cylindrical protrusion of the cover, a support ring and pushers located in the openings of the cover, sealed with sealing rings and contacting with their end face with the support ring of the locking mechanism.