RU2806943C1 - Flow control valve - Google Patents

Flow control valve Download PDF

Info

Publication number
RU2806943C1
RU2806943C1 RU2023118418A RU2023118418A RU2806943C1 RU 2806943 C1 RU2806943 C1 RU 2806943C1 RU 2023118418 A RU2023118418 A RU 2023118418A RU 2023118418 A RU2023118418 A RU 2023118418A RU 2806943 C1 RU2806943 C1 RU 2806943C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
throttling elements
central part
cross
flow
section
Prior art date
Application number
RU2023118418A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Снежана Валериевна Соболевская
Вадим Михайлович Сакизчи
Original Assignee
Снежана Валериевна Соболевская
Вадим Михайлович Сакизчи
Filing date
Publication date
Application filed by Снежана Валериевна Соболевская, Вадим Михайлович Сакизчи filed Critical Снежана Валериевна Соболевская
Application granted granted Critical
Publication of RU2806943C1 publication Critical patent/RU2806943C1/en

Links

Abstract

FIELD: working medium.
SUBSTANCE: devices for regulating the parameters of the flow of a working medium used in equipment for the gas, oil, chemical, energy, metallurgical and coal industries. The flow control valve contains a drive and a housing with a control element having inlet and outlet pipes of the same diameter. In the central part of the control element, radially directed, longitudinally oriented throttling elements are evenly located. The fixed throttling elements each have a triangular tooth shape in cross section, and they are made in the form of protrusions on the inner cylindrical surface of the central part of the control element. Between them there are movable throttling elements. All throttling elements have a streamlined shape and end in a wedge, the size of the vertex angle in the section is equal to 120°. In this case, the internal diameter of the central part of the regulating element is larger than the internal diameter of any of the nozzles by the amount at which the area of any cross-section of this central part, taking into account the cross-sectional area of the throttling elements in the “open” position of the regulator, has a deviation from the cross-sectional area of the flow part of any of the nozzles more than 2%.
EFFECT: achieving optimal flow characteristics of the medium.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам регулирования параметров потока рабочей среды и может быть использовано в оборудовании газовой, нефтяной, химической, энергетической, металлургической и угольной промышленности. The invention relates to devices for regulating the parameters of the flow of a working medium and can be used in equipment for the gas, oil, chemical, energy, metallurgical and coal industries.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявленному изобретению является, принятый за прототип, известный (RU 2682468, МПК F16K3/03, F16K 31/54, опубликовано 18.02.2019) клапан регулирования потока (далее - регулятор), содержащий привод, корпус с регулирующим элементом, имеющим входной и выходной патрубки с проходными отверстиями и подвижными и неподвижными регулирующими зубьями (дросселирующие элементы), при этом регулирующие зубья расположены по внешней части потока, все зубья выполнены обтекаемой формы и заканчиваются клином, у которого размер угла в сечении определяется как 360/n, где n - количество подвижных зубьев, проход регулятора выполнен симметричным в поперечном разрезе в виде многолучевой звезды с возможностью сужения к центру в процессе перекрытия потока. The closest in terms of the set of essential features to the claimed invention is a flow control valve (hereinafter referred to as the regulator), accepted as a prototype, containing a drive, a housing with a regulating an element having inlet and outlet pipes with passage holes and movable and stationary control teeth (throttle elements), while the control teeth are located along the outer part of the flow, all teeth are streamlined and end with a wedge, the size of the angle in the section is defined as 360/ n, where n is the number of movable teeth, the passage of the regulator is made symmetrical in cross section in the form of a multi-beam star with the possibility of narrowing towards the center in the process of blocking the flow.

Достижение указанного ниже технического результата в известном изобретении невозможно из-за сужения проточной части, обусловленного размещением элементов дросселирования. В процессе движения среды в любом режиме регулирования, в том числе и в положении "открыто", возникает изменение площади поперечного сечения потока, что приводит к изменению его характеристик даже в том случае, если в этом нет необходимости в данный момент. Это ведет к снижению расходных характеристик регулятора.Achieving the technical result indicated below in the known invention is impossible due to the narrowing of the flow path due to the placement of throttling elements. During the movement of the medium in any control mode, including in the “open” position, a change occurs in the cross-sectional area of the flow, which leads to a change in its characteristics even if this is not necessary at the moment. This leads to a decrease in the flow characteristics of the regulator.

Задача (техническая проблема), на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в снижении затрат на прокачку. The task (technical problem) to which the present invention is aimed is to reduce pumping costs.

Технический результат, достигаемый при осуществлении заявленного изобретения, состоит в достижении оптимальных характеристик потока среды. The technical result achieved by implementing the claimed invention is to achieve optimal characteristics of the medium flow.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в клапане регулирования потока, содержащем привод и корпус с регулирующим элементом, имеющим входной и выходной патрубки с проходными отверстиями одинакового диаметра и находящуюся между патрубками соосную с ними центральную часть c равномерно расположенными на ее внутренней цилиндрической поверхности радиально направленными, продольно ориентированными дросселирующими элементами: неподвижными - в виде выступов, имеющих каждый в поперечном сечении форму треугольного зуба, и расположенными между ними подвижными дросселирующими элементами, выполненными c целью изменения величины проходного отверстия центральной части с возможностью радиального, по направлению к/от продольной оси регулирующего элемента поступательного движения вдоль боковых стенок (вершинных граней) неподвижных дросселирующих элементов, контактируя с ними; при этом все дросселирующие элементы имеют конечную часть в форме треугольного клина с размером вершинного угла 360/n, где n - количество подвижных дросселирующих элементов, поперечное сечение сужающегося к центру в процессе перекрытия потока проходного отверстия центральной части регулирующего элемента в положении регулятора "открыто" имеет форму симметричной многолучевой звезды, а внутренний диаметр центральной части регулирующего элемента больше внутреннего диаметра любого из патрубков на величину, при которой площадь любого поперечного сечения указанной центральной части с учетом площади сечения дросселирующих элементов в положении регулятора "открыто" имеет отклонение от площади сечения проточной части любого из патрубков не более 2%. The specified technical result is achieved due to the fact that in a flow control valve containing a drive and a housing with a regulating element having inlet and outlet pipes with passage holes of the same diameter and a central part located between the pipes coaxial with them and evenly spaced radially on its inner cylindrical surface directional, longitudinally oriented throttling elements: fixed - in the form of protrusions, each having the shape of a triangular tooth in cross section, and movable throttling elements located between them, designed to change the size of the passage opening of the central part with the possibility of radial, in the direction towards/from the longitudinal axis a regulating element for translational movement along the side walls (vertical faces) of the fixed throttling elements, in contact with them; in this case, all throttling elements have an end part in the form of a triangular wedge with a vertex angle size of 360/n, where n is the number of movable throttling elements, the cross-section of the passage hole of the central part of the regulating element in the “open” position of the regulator, tapering towards the center in the process of blocking the flow, has the shape of a symmetrical multi-rayed star, and the internal diameter of the central part of the regulating element is greater than the internal diameter of any of the nozzles by the amount at which the area of any cross-section of the said central part, taking into account the cross-sectional area of the throttling elements in the “open” position of the regulator, has a deviation from the cross-sectional area of the flow part of any of the nozzles of no more than 2% .

Регулирование величины потока осуществляется при изменении величины проходного отверстия центральной части регулирующего элемента за счет радиального смещения подвижных элементов дросселирования между положениями регулятора "открыто" - "закрыто".Regulation of the flow value is carried out by changing the size of the passage opening of the central part of the regulating element due to the radial displacement of the movable throttling elements between the “open” and “closed” positions of the regulator.

Поперечное сечение проходного отверстия в центральной части регулирующего элемента в положении регулятора "открыто" ограничено вершинными гранями (гранями при клиновидной вершине) дросселирующих элементов. В процессе регулирования величины потока подвижные элементы дросселирования смещаются от первоначального положения (положение регулятора "открыто") до момента полного смыкания их вершинных граней на продольной оси регулирующего элемента и полного контакта их боковых граней с вершинными гранями неподвижных дросселирующих элементов в пределах центральной части регулирующего элемента (положение регулятора "закрыто").The cross-section of the passage hole in the central part of the control element in the “open” position of the regulator is limited by the apical faces (faces at a wedge-shaped apex) of the throttling elements. In the process of regulating the flow value, the movable throttling elements are displaced from their initial position (the “open” position of the regulator) until their vertex faces are completely closed on the longitudinal axis of the regulating element and their lateral faces are in full contact with the vertex faces of the fixed throttling elements within the central part of the regulating element ( regulator position "closed").

Увеличение объема центральной части регулирующего элемента за счет увеличения ее внутреннего диаметра компенсирует объем, занимаемый в этой части элементами дросселирования. В результате такой компенсации площадь поперечного сечения проходного отверстия в любой точке вдоль всей зоны регулирования (центральная часть регулирующего элемента) в положении регулятора "открыто" остается одинаковой или имеет незначительные (в пределах 2%) отклонения. При этом достигаются равные или очень близкие характеристики изменения формы и площади поперечного сечения проходного отверстия, что приводит к оптимизации движения потока среды через регулятор в положении "открыто" до характеристик потока среды в трубе. То есть, в открытом состоянии пропускная способность регулятора равна (или отличается на величину не более 2%) пропускной способности трубопровода, на котором установлен регулятор. Increasing the volume of the central part of the control element by increasing its internal diameter compensates for the volume occupied in this part by the throttling elements. As a result of such compensation, the cross-sectional area of the passage hole at any point along the entire control zone (the central part of the control element) in the “open” position of the regulator remains the same or has minor (within 2%) deviations. In this case, equal or very similar characteristics of changes in the shape and cross-sectional area of the passage hole are achieved, which leads to optimization of the movement of the medium flow through the regulator in the “open” position to the characteristics of the medium flow in the pipe. That is, in the open state, the throughput of the regulator is equal to (or differs by no more than 2%) the throughput of the pipeline on which the regulator is installed.

Указанные изменения проходного отверстия, характеризующиеся коэффициентом пропускной способности, позволяют потоку среды оставаться ровно в тех же характеристиках (объем и скорость) как до, так и после регулирующего элемента. За счет отсутствия изменений указанных характеристик потока среды в положении регулятора "открыто" затраты на прокачку снижаются в несколько раз. These changes in the passage opening, characterized by the throughput coefficient, allow the flow of the medium to remain exactly the same characteristics (volume and speed) both before and after the control element. Due to the absence of changes in the specified characteristics of the medium flow in the “open” position of the regulator, pumping costs are reduced several times.

В зависимости от используемого привода регулятор может быть изготовлен как в регулирующем, так и в антипомпажном исполнении.Depending on the drive used, the regulator can be manufactured in both regulating and anti-surge versions.

Заявленное устройство является единственным регулирующим устройством, отвечающим в полной мере критерию "осесимметричности".The claimed device is the only control device that fully meets the “axisymmetric” criterion.

Для пояснения сущности заявленного изобретения представлены следующие графические материалы: To explain the essence of the claimed invention, the following graphic materials are presented:

фиг. 1 - продольный разрез корпуса регулятора, проходное отверстие проточной части в положении регулятора "открыто";fig. 1 - longitudinal section of the regulator body, the passage hole of the flow part in the “open” position of the regulator;

фиг. 2 - сечение Б-Б центральной части регулятора, проходное отверстие проточной части в положении регулятора "открыто";fig. 2 - section B-B of the central part of the regulator, the passage opening of the flow part in the “open” position of the regulator;

фиг. 3 - продольный разрез центральной части регулятора, проходное отверстие проточной части в положении регулятора "закрыто"; fig. 3 - longitudinal section of the central part of the regulator, the passage hole of the flow part in the “closed” position of the regulator;

фиг. 4 - сечение А-А центральной части регулирующего элемента, проходное отверстия проточной части в положении регулятора "закрыто";fig. 4 - section A-A of the central part of the regulating element, the passage opening of the flow part in the “closed” position of the regulator;

В качестве доказательства промышленного осуществления заявленного изобретения представлено описание конкретной конструкции клапана регулирования потока и способа его функционирования. As evidence of the industrial implementation of the claimed invention, a description of the specific design of the flow control valve and the method of its operation is presented.

Клапан регулирования потока содержит привод (не показан) и корпус с регулирующим элементом 6, имеющим входной 3 и выходной 3 патрубки одинакового диаметра D. В центральной части 5 регулирующего элемента 6 равномерно расположены шесть радиально направленных продольно ориентированных дросселирующих элемента (регулирующие зубья): неподвижные 2 дросселирующие элементы, имеющие в поперечном сечении форму треугольного зуба каждый, выполненные в виде выступов на внутренней цилиндрической поверхности центральной части 5 регулирующего элемента 6; и расположенные между ними подвижные 1 дросселирующие элементы. Все дросселирующие элементы 1 и 2 имеют обтекаемую форму и заканчиваются клином, у которого размер вершинного угла в сечении равен 120°.The flow control valve contains a drive (not shown) and a housing with a regulating element 6, having inlet 3 and outlet 3 pipes of the same diameter D. In the central part 5 of the regulating element 6, six radially directed longitudinally oriented throttling elements (regulating teeth) are evenly located: fixed 2 throttling elements, each having a triangular tooth shape in cross section, made in the form of protrusions on the inner cylindrical surface of the central part 5 of the control element 6; and movable 1 throttling elements located between them. All throttling elements 1 and 2 have a streamlined shape and end with a wedge, the size of the apex angle in the section is 120°.

Регулятор находится в положении "открыто" (фиг. 1,2), когда поперечное сечение проходного отверстия центральной части 5 регулирующего элемента 6 имеет форму симметричной многолучевой звезды с четным количеством лучей (фиг. 2).The regulator is in the “open” position (Fig. 1,2), when the cross-section of the passage hole of the central part 5 of the control element 6 has the shape of a symmetrical multi-beam star with an even number of rays (Fig. 2).

Регулятор находится в положении "закрыто" (фиг. 3, 4) при смыкании вершинных граней подвижных 1 дросселирующих элементов друг с другом на продольной оси регулирующего элемента 6.The regulator is in the “closed” position (Fig. 3, 4) when closed the vertex faces of the movable 1 throttling elements with each other on the longitudinal axis of the control element 6.

Внутренний диаметр D1 центральной части 5 регулирующего элемента 6 увеличен по сравнению с внутренним диаметром D патрубков 3 регулятора на величину, при которой площадь любого поперечного сечения центральной части 5 регулирующего элемента 6 с учетом площади сечения дросселирующих элементов 1, 2 в положении регулятора "открыто" (Фиг. 1, 2) сохраняется в пределах +/- 2 % от площади сечения проточной части любого 3 (4) из патрубков. The internal diameter D1 of the central part 5 of the regulating element 6 is increased in comparison with the internal diameter D of the branch pipes 3 of the regulator by the amount at which the area of any cross-section of the central part 5 of the regulating element 6, taking into account the cross-sectional area of the throttling elements 1, 2 in the "open" position of the regulator ( Fig. 1, 2) is maintained within +/- 2% of the cross-sectional area of the flow part of any 3 (4) of the nozzles.

Регулирование величины потока осуществляется при изменении величины проходного отверстия в центральной части 5 регулирующего элемента 6 в результате радиального, по направлению к/от ее продольной оси смещения неподвижных 2 дросселирующих элементов вдоль и в контакте с боковыми стенками (вершинные грани) 4 неподвижных 2 дросселирующих элементов.. Поступательное движение подвижных 1 дросселирующих элементов обеспечивается при вращении колеса привода регулятора и передачи этого движения через систему зубчатых передач на диск привода, с которым каждый из подвижных 1 дросселирующих элементов находится в зацеплении через ответную планку.Regulation of the flow value is carried out by changing the size of the passage hole in the central part 5 of the regulating element 6 as a result of the radial displacement of the fixed 2 throttling elements along and in contact with the side walls (vertical faces) of the 4 fixed 2 throttling elements, in the direction towards/from its longitudinal axis. The translational movement of the movable 1 throttling elements is ensured by the rotation of the regulator drive wheel and the transmission of this movement through a gear system to the drive disk, with which each of the movable 1 throttling elements is engaged through a counterplate.

Claims (1)

Клапан регулирования потока, содержащий привод и корпус с регулирующим элементом, имеющим входной и выходной патрубки с проходными отверстиями одинакового диаметра и находящуюся между патрубками соосную с ними центральную часть c равномерно расположенными на ее внутренней цилиндрической поверхности радиально направленными продольно ориентированными дросселирующими элементами: неподвижными - в виде выступов, имеющих каждый в поперечном сечении форму треугольного зуба, и расположенными между ними подвижными дросселирующими элементами, выполненными c целью изменения величины проходного отверстия центральной части регулирующего элемента с возможностью радиального по направлению к/от продольной оси регулирующего элемента поступательного движения вдоль боковых стенок неподвижных дросселирующих элементов, контактируя с ними; при этом все дросселирующие элементы имеют конечную часть в форме треугольного клина с размером вершинного угла 360/n, где n – количество подвижных дросселирующих элементов, а поперечное сечение сужающегося к центру в процессе перекрытия потока проходного отверстия центральной части регулирующего элемента в положении регулятора "открыто" имеет форму симметричной многолучевой звезды, отличающийся тем, что внутренний диаметр центральной части регулирующего элемента больше внутреннего диаметра любого из патрубков на величину, при которой площадь любого поперечного сечения указанной центральной части с учетом площади сечения дросселирующих элементов в положении регулятора "открыто" имеет отклонение от площади сечения проточной части любого из патрубков не более 2%.A flow control valve containing an actuator and a housing with a regulating element having inlet and outlet pipes with passage holes of the same diameter and a central part located between the pipes, coaxial with them, with radially directed, longitudinally oriented throttling elements evenly spaced on its inner cylindrical surface: fixed - in the form protrusions, each having the shape of a triangular tooth in cross section, and movable throttling elements located between them, designed to change the size of the passage opening of the central part of the regulating element with the possibility of translational movement radial towards/from the longitudinal axis of the regulating element along the side walls of the fixed throttling elements by contacting them; in this case, all throttling elements have an end part in the form of a triangular wedge with a vertex angle size of 360/n, where n is the number of movable throttling elements, and the cross-section of the passage hole of the central part of the regulating element in the “open” position of the regulator, tapering towards the center in the process of blocking the flow has the shape of a symmetrical multi-beam star, characterized in that the internal diameter of the central part of the regulating element is greater than the internal diameter of any of the nozzles by the amount at which the area of any cross-section of the said central part, taking into account the cross-sectional area of the throttling elements in the “open” position of the regulator, has a deviation from the cross-sectional area of the flow part of any of the nozzles of no more than 2% .
RU2023118418A 2023-07-12 Flow control valve RU2806943C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2806943C1 true RU2806943C1 (en) 2023-11-08

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2537081C1 (en) * 2013-05-24 2014-12-27 Игорь Николаевич Карелин ''igr'' control valve
RU2682468C2 (en) * 2017-08-18 2019-03-19 Вадим Михайлович Сакизчи Flow control valve
CN111852999A (en) * 2020-07-27 2020-10-30 武汉理工大学 Variable flabellum vortex ring exciter
RU2750405C1 (en) * 2020-11-26 2021-06-28 Вадим Михайлович Сакизчи Flow control valve
CN116104958A (en) * 2023-02-09 2023-05-12 秦皇岛秦冶重工有限公司 Material flow adjusting device and blast furnace equipment

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2537081C1 (en) * 2013-05-24 2014-12-27 Игорь Николаевич Карелин ''igr'' control valve
RU2682468C2 (en) * 2017-08-18 2019-03-19 Вадим Михайлович Сакизчи Flow control valve
CN111852999A (en) * 2020-07-27 2020-10-30 武汉理工大学 Variable flabellum vortex ring exciter
RU2750405C1 (en) * 2020-11-26 2021-06-28 Вадим Михайлович Сакизчи Flow control valve
CN116104958A (en) * 2023-02-09 2023-05-12 秦皇岛秦冶重工有限公司 Material flow adjusting device and blast furnace equipment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2310731B1 (en) Choke valve with flow impeding recesses
RU2737932C2 (en) Cell containing fluid medium channels configured to influence valve flow characteristics
US5311897A (en) Rotary control valve with offset variable area orifice and bypass
RU2641799C2 (en) Valve cage without dead zones between noise suppression sections and high-throughput of flow
US5803119A (en) Fluid flow control device
RU2439407C2 (en) Valve assembly
EP0544539A1 (en) Fluid flow regulating valve
US4665946A (en) Rotary control valves with pressure-reducing means
US8585011B2 (en) Control valve trim
AU2007290862B2 (en) Improved flow for port guided globe valve
US11092260B2 (en) Multiple stage anti-surge valves
US11209100B2 (en) Valve trim apparatus for use with valves
RU2806943C1 (en) Flow control valve
CA2233535C (en) Low noise ball valve assembly with downstream airfoil insert
CN111465791B (en) Valve and closure member
RU2762468C1 (en) Axial shut-off and control valve
US11112028B2 (en) Valve including a valve stem with a combination threaded and splined section
RU2787635C1 (en) Control valves of the operation line
US11566714B2 (en) Fluid flow control devices and related systems and methods
RU2803152C1 (en) Control valve
RU2781394C1 (en) Axial valve
RU2773025C1 (en) Disk-type straight-flow gate valve
RU207831U1 (en) Gate valve with cylindrical body
RU2683219C1 (en) Axial valve
JPH045865B2 (en)