RU2778759C1

RU2778759C1 - Valve

Info

Publication number: RU2778759C1
Application number: RU2022106947A
Authority: RU
Inventors: Антон Евгеньевич Лебедев; Кирилл Сергеевич Шлыков; Дмитрий Алексеевич Крутилов; Александр Валентинович Сажин; Илья Алексеевич Иванов; Олег Игоревич Верлока; Артем Алексеевич Лешанов; Леонид Сергеевич Изумрудов; Богдан Дмитриевич Клушин; Иван Александрович Стогов; Илья Игоревич Чубко; Дарья Андреевна Назимова; Алина Андреевна Дудко; Виктор Сергеевич Гаврилов; Иван Алексеевич Овчинников
Filing date: 2022-03-16
Publication date: 2022-08-24

Abstract

FIELD: valve engineering.

SUBSTANCE: invention relates to valve engineering, in particular to axial flow control valves used in industrial pipeline fittings, and is intended for regulating and shutting off working fluids of liquids and gases. The valve contains a body, inlet and outlet pipes with flanges, a flow divider, a plunger with a translational drive. The flow divider is a cylindrical compression spring, with one end resting against the annular cavity in the body, and with the other end against the annular cavity in the plunger. In cross-section, the spring wire has a rectangular cross-section, which has protrusions and depressions of a triangular shape on opposite large lateral sides. The compression spring is located vertically, and its axis is perpendicular to the longitudinal axis of the inlet and outlet nozzles, to the lower surface of the plunger. A hollow cylinder is attached coaxially to the compression spring, contacting the outer side surface with the annular guide in the housing. The length of the hollow cylinder is equal to the length of the compression spring in the compressed position, and the inner diameter is equal to the outer diameter of the compression spring in the compressed position.

EFFECT: proposed valve allows to regulate the flow of liquid media, preventing the occurrence of cavitation.

1 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к арматуростроению, в частности, к регулирующим клапанам, применяемым в промышленной трубопроводной арматуре, и предназначено для регулирования и перекрытия рабочих сред жидкостей и газов.The present invention relates to valve building, in particular, to control valves used in industrial pipeline fittings, and is intended for regulating and shutting off working fluids of liquids and gases.

Известен регулирующий клапан DN 100-1800 PN 10-160 [http://gpvalve.ru/files/images/doc/pdf/31.pdf страница 15], содержащий корпус, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, выполненный в виде набора соосно установленных перфорированных полых цилиндров, поршень с приводом и преобразователем вращательного движения в поступательное, представляющий собой кривошипно-шатунный механизм.Known control valve DN 100-1800 PN 10-160 [http://gpvalve.ru/files/images/doc/pdf/31.pdf page 15], containing a body, inlet and outlet pipes with flanges, a flow divider made in in the form of a set of coaxially mounted perforated hollow cylinders, a piston with a drive and a converter of rotational motion into translational motion, which is a crank mechanism.

Недостатками данного клапана являются возникновение кавитации и недостаточная герметичность в закрытом положении.The disadvantages of this valve are the occurrence of cavitation and insufficient tightness in the closed position.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является регулирующий клапан содержащий внешний и внутренний корпусы, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, плунжер с приводом поступательного движения в виде реечного механизма, делитель потока представляет собой цилиндрическую пружину сжатия, одним концом упирающуюся в кольцевую впадину, расположенную в зоне выходного патрубка, а другим в кольцевую впадину в плунжере, причем в поперечном сечении проволока пружины имеет прямоугольное сечение, имеющее с противоположных больших боковых сторон выступ и впадину треугольной формы [Патент РФ №2681871, МПК F16K 1/12, МПК F16K 1/34, МПК F16K 47/01, опубл. 13.03.2019, БИ №8].Closest to the proposed invention is a control valve containing outer and inner housings, inlet and outlet pipes with flanges, a flow divider, a plunger with a translational drive in the form of a rack and pinion mechanism, the flow divider is a cylindrical compression spring, with one end resting against an annular cavity located in the zone of the outlet pipe, and the other into the annular cavity in the plunger, and in cross section the spring wire has a rectangular section, having a protrusion and a triangular cavity on opposite large sides [RF Patent No. 2681871, IPC F16K 1/12, IPC F16K 1/ 34, IPC F16K 47/01, publ. 03/13/2019, BI No. 8].

Задачей данного изобретения является создание клапана, препятствующего возникновению кавитации и обладающего хорошей герметичностью в закрытом положении.The object of the present invention is to provide a valve that prevents cavitation and has a good tightness in the closed position.

Поставленная задача достигается тем, что в клапане, содержащем корпус, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, плунжер с приводом поступательного движения, делитель потока представляет собой цилиндрическую пружину сжатия, одним концом упирающуюся в кольцевую впадину в корпусе, а другим - в кольцевую впадину в плунжере, причем в поперечном сечении проволока пружины имеет прямоугольное сечение, имеющее с противоположных больших боковых сторон выступ и впадину треугольной формы.The task is achieved by the fact that in a valve containing a body, inlet and outlet pipes with flanges, a flow divider, a plunger with a translational drive, the flow divider is a cylindrical compression spring, one end abuts against the annular cavity in the body, and the other end against the annular depression in the plunger, and in cross section, the spring wire has a rectangular section, having a protrusion and a triangular depression on opposite large lateral sides.

Отличительными конструктивными признаками предлагаемого клапана является то, что пружина сжатия расположена вертикально, а ее ось перпендикулярна продольной оси входного и выходного патрубков, к нижней поверхности плунжера, соосно пружине сжатия, прикреплен полый цилиндр, контактирующий внешней боковой поверхностью с кольцевой направляющей в корпусе, длина полого цилиндра равна длине пружины сжатия в сжатом положении, а внутренний диаметр равен внешнему диаметру пружины сжатия в сжатом положении.Distinctive design features of the proposed valve is that the compression spring is located vertically, and its axis is perpendicular to the longitudinal axis of the inlet and outlet nozzles, a hollow cylinder is attached to the lower surface of the plunger, coaxially with the compression spring, contacting the outer side surface with the annular guide in the housing, the length of the hollow of the cylinder is equal to the length of the compression spring in the compressed position, and the inner diameter is equal to the outer diameter of the compression spring in the compressed position.

На фиг. 1 изображена схема клапана (Пружина показана схематически).In FIG. 1 shows the valve diagram (Spring shown schematically).

На фиг. 2 изображено поперечное сечение проволоки пружины.In FIG. 2 shows a cross section of the spring wire.

Клапан содержит корпус 1, входной 2 и выходной 3 патрубки с фланцами, плунжер 4 с приводом поступательного движения 5. Делитель потока представляет собой цилиндрическую пружину сжатия 6, одним концом упирающуюся в кольцевую впадину 7 в корпусе 1, а другим в кольцевую впадину 8 в плунжере 4. В поперечном сечении проволока пружины сжатия 6 прямоугольного сечения и имеет с противоположных больших боковых сторон выступы треугольной формы 9 и впадины треугольной формы 10.The valve contains a body 1, inlet 2 and outlet 3 branch pipes with flanges, a plunger 4 with a translational drive 5. The flow divider is a cylindrical compression spring 6, one end abuts against the annular cavity 7 in the body 1, and at the other end against the annular cavity 8 in the plunger 4. In cross section, the wire of the compression spring 6 is rectangular and has triangular protrusions 9 and triangular depressions 10 on opposite large sides.

Пружина сжатия 6 расположена вертикально, а ее ось перпендикулярна продольной оси входного 2 и выходного 3 патрубков.The compression spring 6 is located vertically, and its axis is perpendicular to the longitudinal axis of the inlet 2 and outlet 3 nozzles.

К нижней поверхности плунжера 4, соосно пружине сжатия 6, прикреплен полый цилиндр 11, контактирующий внешней боковой поверхностью с кольцевой направляющей 12 в корпусе 1. Длина полого цилиндра 11 равна длине пружины сжатия 6 в сжатом положении, а внутренний диаметр равен внешнему диаметру пружины сжатия 6 в сжатом положении. Клапан работает следующим образом.A hollow cylinder 11 is attached to the lower surface of the plunger 4, coaxially with the compression spring 6, contacting the outer side surface with the annular guide 12 in the body 1. The length of the hollow cylinder 11 is equal to the length of the compression spring 6 in the compressed position, and the inner diameter is equal to the outer diameter of the compression spring 6 in a compressed position. The valve works as follows.

В полностью закрытом положении плунжер 4 находится в нижнем положении, пружина сжатия 6 сжата, жидкость через клапан не проходит.In the fully closed position, the plunger 4 is in the lower position, the compression spring 6 is compressed, the liquid does not pass through the valve.

При открытии клапана плунжер 4 поднимается при помощи привода поступательного движения 5, пружина сжатия 6 распрямляется, жидкость проходит между витками и поступает через выходной патрубок 3 в трубопровод.When the valve is opened, the plunger 4 is lifted by the translational drive 5, the compression spring 6 is straightened, the liquid passes between the coils and enters the pipeline through the outlet pipe 3.

В полностью открытом положении плунжер 4 находится в верхнем положении, пружина сжатия 6 не деформирована (распрямлена), жидкость проходит между ее витками и поступает через выходной патрубок 3 в трубопровод.In the fully open position, the plunger 4 is in the upper position, the compression spring 6 is not deformed (straightened), the liquid passes between its coils and enters the pipeline through the outlet pipe 3.

В поперечном сечении проволока пружины сжатия 6 имеет прямоугольное сечение, имеющее с противоположных больших боковых сторон выступы треугольной формы 9 и впадины треугольной формы 10, при ее сжатии в процессе закрытия клапана исключается протекание жидкости между витками. Это обеспечивается тем, что в процессе деформации впадины треугольной формы 10 выступы треугольной формы 9 соседних витков входят друг в друга и надежно перекрывают поток. Кроме того, наличие выступов и впадин треугольной формы способствует изменению формы зазоров между витками пружины сжатия в процессе ее деформации и позволяет эффективно управлять процессом регулирования на начальных фазах открытия клапана, где имеет место наиболее сильный перепад давлений и возникновение кавитации. Треугольная форма выступов и впадин препятствует турбулизации потока в зазорах между витками пружины сжатия, изменяет его направление и наиболее эффективно устраняет возникновение кавитации.In cross-section, the wire of the compression spring 6 has a rectangular cross-section, which has triangular-shaped protrusions 9 and triangular-shaped depressions 10 on opposite large sides; This is ensured by the fact that in the process of deformation of the triangular cavity 10, the triangular protrusions 9 of adjacent turns enter into each other and reliably block the flow. In addition, the presence of protrusions and depressions of a triangular shape contributes to changing the shape of the gaps between the coils of the compression spring in the process of its deformation and allows you to effectively control the control process in the initial phases of the valve opening, where the strongest pressure drop and cavitation occur. The triangular shape of the protrusions and depressions prevents flow turbulence in the gaps between the coils of the compression spring, changes its direction and most effectively eliminates the occurrence of cavitation.

Благодаря тому, что пружина сжатия 6 расположена вертикально, а ее ось перпендикулярна продольной оси входного 2 и выходного 3 патрубков поток жидкости проходит между ее витками два раза, что способствует двукратному делению потока на струи и эффективному снижению кавитации, особенно на начальных фазах открытия клапана, когда скорости потока высоки, а давление низкое.Due to the fact that the compression spring 6 is located vertically, and its axis is perpendicular to the longitudinal axis of the inlet 2 and outlet 3 pipes, the fluid flow passes between its coils twice, which contributes to a two-fold division of the flow into jets and an effective reduction of cavitation, especially in the initial phases of the valve opening, when flow rates are high and pressure is low.

За счет того, что к нижней поверхности плунжера 4, соосно пружине сжатия 6, прикреплен полый цилиндр 11, контактирующий внешней боковой поверхностью с кольцевой направляющей 12 в корпусе 1 обеспечивается герметичность в верхней части клапана и предотвращается износ пружины 6 при ее взаимодействии с корпусом 1.Due to the fact that a hollow cylinder 11 is attached to the lower surface of the plunger 4, coaxially with the compression spring 6, contacting the outer side surface with the annular guide 12 in the body 1, tightness is provided in the upper part of the valve and wear of the spring 6 is prevented when it interacts with the body 1.

Благодаря тому, что длина полого цилиндра 11 равна длине пружины сжатия 6 в сжатом положении, а внутренний диаметр равен внешнему диаметру пружины сжатия 6 в сжатом положении, обеспечивается надежное удержание пружины в сжатом положении (предотвращается сдвиг и перекос), при котором витки плотно соприкасаются друг с другом, и обеспечивается герметичность в закрытом положении.Due to the fact that the length of the hollow cylinder 11 is equal to the length of the compression spring 6 in the compressed position, and the inner diameter is equal to the outer diameter of the compression spring 6 in the compressed position, it is ensured that the spring is reliably held in the compressed position (shift and distortion are prevented), in which the coils are in close contact with each other. with each other, and tightness is ensured in the closed position.

Предлагаемый клапан имеет сравнительно простую конструкции и позволяет эффективно снижать кавитацию и обеспечивать герметичность в закрытом положении.The proposed valve has a relatively simple design and can effectively reduce cavitation and ensure tightness in the closed position.

Claims

A valve comprising a body, inlet and outlet pipes with flanges, a flow divider, a plunger with a translational drive, the flow divider is a cylindrical compression spring, with one end resting against the annular cavity in the body, and with the other end against the annular cavity in the plunger, and in the transverse section, the spring wire has a rectangular cross-section, containing protrusions and triangular cavities on opposite large sides, characterized in that the compression spring is located vertically, and its axis is perpendicular to the longitudinal axis of the inlet and outlet pipes, a hollow is attached to the lower surface of the plunger, coaxially with the compression spring cylinder contacting the outer side surface with the annular guide in the body, the length of the hollow cylinder is equal to the length of the compression spring in the compressed position, and the inner diameter is equal to the outer diameter of the compression spring in the compressed position.