RU55448U1

RU55448U1 - CHANNEL OVERLAPPING DEVICE

Info

Publication number: RU55448U1
Application number: RU2006102692/22U
Authority: RU
Inventors: Аркадий Аркадьевич Юхимчук; Дмитрий Павлович Тумкин; Виктор Викторович Балуев
Priority date: 2006-01-30
Filing date: 2006-01-30
Publication date: 2006-08-10

Abstract

Использование: перекрытие газовых каналов в установках низкого - высокого давления. Сущность полезной модели: устройство содержит корпус, внутри которого расположены две камеры, в каждой камере установлен поршень, оба поршня жестко закреплены на штоке, установленном в корпусе с возможностью осевого перемещения. На конце штока установлен запорный элемент - игла, уплотнение которого осуществляется набором прокладок. Система подачи и вывода управляющей среды выполнена в виде двух каналов, один из которых соединен с надпоршневыми объемами обеих камер, а другой - с подпоршневым объемом хотя бы одной камеры. Технический результат: рабочее давление до 300 МПа, управляющее давление 0,6÷0,8 МПа.Usage: overlapping gas channels in low - high pressure installations. The essence of the utility model: the device contains a housing, inside of which there are two chambers, a piston is installed in each chamber, both pistons are rigidly fixed to a rod mounted in the housing with the possibility of axial movement. At the end of the rod there is a locking element - a needle, which is sealed by a set of gaskets. The system for supplying and outputting the control medium is made in the form of two channels, one of which is connected to the above-piston volumes of both chambers, and the other to the under-piston volumes of at least one chamber. Effect: working pressure up to 300 MPa, control pressure 0.6 ÷ 0.8 MPa.

Description

Полезная модель относится к области управления перепуском газовой среды в системах высокого давления, а именно к клапанам с пневмоприводами, и может быть использована в установках высокого давления в качестве перепускного клапана, когда необходимо зафиксировать положение газового канала в открытом или закрытом состоянии.The utility model relates to the field of controlling the bypass of a gas medium in high pressure systems, namely, valves with pneumatic actuators, and can be used in high pressure installations as a bypass valve when it is necessary to fix the position of the gas channel in the open or closed state.

Известно устройство аналогичного назначения /Быстродействующий клапан. А.С. СССР №117162, опубл. 7.08.85, Б.И. №29, МПК⁷: F 16 K 31/122/, которое содержит размещенную в корпусе запорную иглу, связанную с поршнем, над которым расположена нагрузочная полость, противоположная входному отверстию, сообщенная с источником давления через кран и со сливной полостью через разгрузочный клапан, снабженный уплотнительным элементом. Разгрузочный клапан размещен одним своим торцом в управляющей полости, сообщенной с источником управляющего давления.A device for a similar purpose / high-speed valve. A.S. USSR No. 117162, publ. 08/08/85, B.I. No. 29, IPC ⁷ : F 16 K 31/122 /, which contains a locking needle located in the housing, connected with a piston, above which there is a loading cavity opposite the inlet, in communication with a pressure source through a tap and with a drain cavity through an unloading valve, equipped with a sealing element. The unloading valve is placed at one end in a control cavity in communication with a source of control pressure.

Известное устройство имеет следующий недостаток. В случае подачи во входное отверстие рабочей среды под давлением существует опасность утечки ее в атмосферу, поскольку запорная игла не имеет элементов уплотнения.The known device has the following disadvantage. If the working medium is supplied under pressure to the inlet, there is a danger of its leakage into the atmosphere, since the locking needle does not have sealing elements.

Известно также устройство /Клапан с пневматическим управлением. Патент Японии №6043875 по заявке №59-253677, опубл. 08.06.94/, которое содержит корпус, внутри которого установлен поршень, находящийся под действием пружины сжатия, жестко закрепленный на штоке, снабженном затвором, который удерживает проточный канал устройства в открытом или закрытом состоянии. В корпусе имеется отверстие, через которое поступает сжатый воздух в случае аварийного изменения контролируемого давления текучей среды. Давление сжатого воздуха действует на подпружиненный A device / valve with pneumatic control is also known. Japan patent No. 6043875 according to the application No. 59-253677, publ. 06/08/94 /, which contains a housing inside which a piston is installed, which is under the action of a compression spring, rigidly mounted on a rod equipped with a shutter, which keeps the flow channel of the device in open or closed state. There is a hole in the housing through which compressed air enters in the event of an emergency change in the controlled fluid pressure. Compressed air pressure acts on a spring-loaded

поршень, заставляя его перемещаться, преодолевая сопротивление пружины. При этом происходит закрывание нормально открытого проточного канала или открывание нормально закрытого. Внутренняя часть корпуса полностью закрыта сильфоном от текучей среды, движущейся по проточному каналу.the piston, forcing it to move, overcoming the resistance of the spring. In this case, a normally open flow channel is closed or a normally closed one is opened. The inner part of the housing is completely closed by a bellows from a fluid moving along the flow channel.

Известное устройство имеет следующие недостатки. В силу конструктивных особенностей оно не может применяться для перекрытия магистралей высокого давления. Оно предназначено для работы с текучей средой, а не с газом. Если проточный канал нормально открыт, при его запирании на поршень необходимо подать величину управляющего давления, которое обеспечит осевое усилие, необходимое для герметичного запирания канала. В случае, когда рабочая среда находится в области высоких давлений, величина управляющего давления, очевидно, должна быть большой, в связи с небольшой площадью поверхности поршня. Если проточный канал нормально закрыт, пружина должна развивать осевое усилие, необходимое для герметичного запирания канала. Пружина, используемая в данном устройстве, не справится с данной задачей, что следует из ее габаритов. Сильфон, обеспечивающий изоляцию управляющей части устройства от рабочей среды, не сможет выдержать высоких давлений.The known device has the following disadvantages. Due to design features, it cannot be used to block high-pressure lines. It is designed to work with fluid, not gas. If the flow channel is normally open, when it is locked onto the piston, it is necessary to apply a control pressure value that will provide the axial force required to seal the channel tightly. In the case when the working medium is in the high-pressure region, the control pressure must obviously be large, due to the small surface area of the piston. If the flow channel is normally closed, the spring should develop the axial force necessary to seal the channel tightly. The spring used in this device will not cope with this task, which follows from its size. The bellows, which provides isolation of the control part of the device from the working environment, will not be able to withstand high pressures.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является /Пневмоприводной клапан. Патент Японии №7018503 по заявке №61-284638, опубл. 06.03.95/. Оно содержит корпус, внутри которого расположены две камеры, в каждой камере установлен поршень, оба поршня жестко закреплены на штоке, установленном в корпусе с возможностью осевого перемещения. Поршни, обычно, упруго поджаты пружиной сжатия в направлении открывания или закрывания проточного канала запорным элементом, имеющим возможность взаимодействия со штоком. Запорный элемент упруго поджат в направлении открывания проточного канала. В корпусе имеется система подачи и вывода управляющей среды, через которую по сигналу открывания/закрывания в него поступает сжатый воздух. Давление сжатого воздуха действует на подпружиненные поршни, заставляя The closest in technical essence to the claimed device is / Pneumatic valve. Japan patent No. 7018503 according to the application No. 61-284638, publ. 03/06/95 /. It contains a housing, inside which two chambers are located, a piston is installed in each chamber, both pistons are rigidly fixed to a rod mounted in the housing with axial movement. Pistons are usually elastically pressed by a compression spring in the direction of opening or closing the flow channel with a locking element that can interact with the rod. The locking element is elastically pressed in the direction of opening of the flow channel. In the housing there is a system for supplying and outputting a control medium through which compressed air enters into it through an open / close signal. Compressed air pressure acts on the spring-loaded pistons, forcing

их перемещаться, преодолевая сопротивление пружины. При этом происходит закрывание нормально открытого проточного канала или открывание нормально закрытого. Внутренняя часть корпуса полностью закрыта мембраной от текучей среды, движущейся по проточному каналу.move them overcoming the resistance of the spring. In this case, a normally open flow channel is closed or a normally closed one is opened. The inner part of the housing is completely closed by a membrane from a fluid moving along the flow channel.

Известное устройство имеет следующие недостатки. Оно предназначено для работы с текучей средой, а не с газом. Если проточный канал нормально закрыт, пружина должна развивать осевое усилие, необходимое для герметичного запирания канала. Пружина, используемая в данном устройстве, не справится с данной задачей, что следует из ее габаритов. Мембрана, обеспечивающая изоляцию управляющей части устройства от рабочей среды, не сможет выдержать высоких давлений.The known device has the following disadvantages. It is designed to work with fluid, not gas. If the flow channel is normally closed, the spring should develop the axial force necessary to seal the channel tightly. The spring used in this device will not cope with this task, which follows from its size. The membrane, which provides isolation of the control part of the device from the working environment, will not be able to withstand high pressures.

Задачей настоящей полезной модели является расширение функциональных возможностей устройства, а именно работа в магистралях высокого давления.The objective of this utility model is to expand the functionality of the device, namely, work in high-pressure lines.

При использовании предлагаемого устройства достигается следующий технический результат:When using the proposed device, the following technical result is achieved:

- устройство возможно использовать при работе с газом при высоком давлении (до 300 МПа).- the device can be used when working with gas at high pressure (up to 300 MPa).

Указанные задача и технический результат достигаются тем, что известное устройство, которое содержит корпус, внутри которого расположены две камеры, в каждой камере установлен поршень, оба поршня жестко закреплены на штоке, установленном в корпусе с возможностью осевого перемещения, запорный элемент с уплотнением, систему подачи и вывода управляющей среды, согласно предлагаемой полезной модели запорный элемент с уплотнением установлен на конце штока и выполнен в виде иглы и седла, уплотнение запорного элемента выполнено в виде набора прокладок, а система подачи и вывода управляющей среды выполнена в виде двух каналов, один из которых соединен с надпоршневыми объемами обеих камер, а другой - с подпоршневым объемом хотя бы одной камеры.The specified task and technical result is achieved by the fact that the known device, which contains a housing, inside which two chambers are located, a piston is installed in each chamber, both pistons are rigidly fixed to a rod mounted in the housing with the possibility of axial movement, a locking element with a seal, a feed system and the output of the control medium, according to the proposed utility model, the locking element with a seal mounted on the end of the rod and made in the form of a needle and seat, the sealing of the locking element is made in the form of a set of rokladok, and the system for supplying and outputting the control medium is made in the form of two channels, one of which is connected to the above-piston volumes of both chambers, and the other to the under-piston volume of at least one chamber.

Заявляемое устройство отличается от прототипа тем, что оно содержит запорный элемент, установленный на конце штока и выполненный в виде иглы и седла, уплотнение запорного элемента выполнено в виде набора прокладок, а система подачи и вывода управляющей среды выполнена в виде двух каналов, один из которых соединен с надпоршневыми объемами обеих камер, а другой - с подпоршневым объемом хотя бы одной камеры.The inventive device differs from the prototype in that it contains a locking element mounted on the end of the rod and made in the form of a needle and a saddle, the sealing of the locking element is made in the form of a set of gaskets, and the supply and output system of the control medium is made in the form of two channels, one of which connected to the over-piston volumes of both chambers, and the other to the under-piston volumes of at least one chamber.

Устройство не содержит пружин, поджимающих поршни в направлении открывания/закрывания канала, а его открывание/закрывание происходит за счет подачи сжатого газа в корпус. Управляющая среда поступает в надпоршневые или подпоршневые объемы камер в зависимости от задачи - закрыть или открыть рабочий канал. Воздействуя на поверхности поршней, она перемещает шток с запорным элементом. Выполнение запорного элемента в виде иглы, установленной на конце штока, и седла позволяет надежно перекрывать рабочий канал. Уплотнение запорного элемента набором прокладок обеспечивает (в отличие от прототипа) герметичность рабочего канала при высоком давлении рабочей среды.The device does not contain springs, pressing the pistons in the direction of opening / closing the channel, and its opening / closing occurs due to the supply of compressed gas to the housing. The control medium enters the over-piston or under-piston chamber volumes depending on the task - to close or open the working channel. Acting on the surface of the pistons, it moves the rod with a locking element. The implementation of the locking element in the form of a needle mounted on the end of the rod, and the saddle allows you to reliably block the working channel. The sealing of the locking element by a set of gaskets ensures (unlike the prototype) the tightness of the working channel at high pressure of the working medium.

Совокупность признаков заявляемого устройства позволяет работать в условиях высокого давления в системах до 300 МПа.The set of features of the claimed device allows you to work under high pressure in systems up to 300 MPa.

На фиг.1 представлено устройство для перекрытия канала.Figure 1 shows a device for blocking the channel.

Устройство содержит корпус 1, в котором в изолированных камерах 2 и 3 установлены поршни 4 и 5, жестко закрепленные на штоке 6. На штоке установлен запорный элемент - игла 7, уплотнение которой осуществляется втулкой 8 и набором сальников 9, установленных в крестовине 10 с рабочим каналом. В корпусе 1 выполнены каналы 11 и 12 для подачи управляющего давления. Канал 11 соединен с надпоршневыми объемами камер 2 и 3, а канал 12 соединен хотя бы с одним из подпоршневых объемов камер 2 и 3.The device comprises a housing 1, in which pistons 4 and 5 are mounted in insulated chambers 2 and 3 and are rigidly fixed to the rod 6. A locking element is installed on the rod - a needle 7, which is sealed by a sleeve 8 and a set of gaskets 9 installed in the crosspiece 10 with a working channel. In the housing 1, channels 11 and 12 are made for supplying control pressure. Channel 11 is connected to the over-piston volumes of chambers 2 and 3, and channel 12 is connected to at least one of the under-piston volumes of chambers 2 and 3.

Устройство для перекрытия канала работает следующим образом:A device for blocking the channel works as follows:

Герметизация иглы 7 в крестовине 10 осуществляется при закручивании корпуса 1 относительно крестовины 10. При этом через втулку 8 происходит раздавливание набора сальников 9. При необходимости закрытия канала в Sealing of the needle 7 in the spider 10 is carried out by twisting the housing 1 relative to the spider 10. In this case, a set of glands 9 is crushed through the sleeve 8. If necessary, close the channel in

крестовине 10 происходит подача управляющего давления в надпоршневые объемы корпуса 1 через канал 11. Давление сжатого газа, приложенное к верхним поверхностям поршней 4 и 5, преобразуется в направленное вниз осевое усилие, воздействующее на шток 6 с запорным элементом 7, в результате чего закрывается канал в крестовине 10. При этом перепуск газовой среды из подпоршневого объема камеры 2 осуществляется через канал 12, а из подпоршневого объема камеры 3 через дренажный канал 13.the crosspiece 10 is supplied with control pressure in the above-piston volumes of the housing 1 through the channel 11. The compressed gas pressure applied to the upper surfaces of the pistons 4 and 5 is converted into an axial force directed downward, acting on the rod 6 with the locking element 7, as a result of which the channel closes in the crosspiece 10. In this case, the bypass of the gas medium from the piston volume of the chamber 2 is carried out through the channel 12, and from the piston volume of the chamber 3 through the drainage channel 13.

При необходимости открытия рабочего канала в крестовине 10 происходит подача управляющего давления в подпоршневой объем камеры 2 через канал 12. Возможен вариант, когда управляющее давление подается одновременно в подпоршневые объемы камер 2 и 3. Давление сжатого газа, приложенное к нижней поверхности поршня 4 (или поршней 4 и 5), преобразуется в направленное вверх осевое усилие, воздействующее на шток 6 с запорным элементом 7, в результате чего открывается канал в крестовине 10. При этом перепуск газовой среды из надпоршневых объемов камер 2 и 3 осуществляется через канал 11. Для подачи и перепуска управляющего давления в каналы 11 и 12 устанавливаются управляющие электромагнитные клапаны.If it is necessary to open the working channel in the spider 10, the control pressure is supplied to the sub-piston volume of the chamber 2 through the channel 12. It is possible that the control pressure is supplied simultaneously to the sub-piston volumes of the chambers 2 and 3. The pressure of the compressed gas applied to the lower surface of the piston 4 (or pistons 4 and 5), it is converted into an upward axial force acting on the rod 6 with the locking element 7, as a result of which the channel in the crosspiece 10 opens. In this case, the bypass of the gas medium from the over-piston volumes of the chambers 2 and 3 о exists through channel 11. To supply and bypass the control pressure into the channels 11 and 12, control solenoid valves are installed.

Была изготовлена опытная партия, состоящая из 12 устройств для перекрытия канала, которые успешно прошли аттестационные испытания: на прочность - элементов корпуса пневматического привода; на герметичность - газовых полостей привода с управляющим давлением; испытания на работоспособность, при которых проверялись качество уплотнения комплекта сальников, и надежность запирания газового канала при различных значениях управляющего и рабочего давления.An experimental batch was made, consisting of 12 devices for blocking the channel, which successfully passed the certification tests: for strength - of the pneumatic drive housing elements; for tightness - gas drive cavities with control pressure; performance tests, in which the quality of the seal of the gland set was checked, and the reliability of locking the gas channel at different values of control and working pressure.

Устройства успешно прошли испытания рабочим давлением до 300 МПа при проведении работ с применением установок высокого давления.The devices have been successfully tested with a working pressure of up to 300 MPa during work using high-pressure installations.

Claims

A device for blocking the channel, comprising a housing, inside which two chambers are located, a piston is installed in each chamber, both pistons are rigidly fixed to a rod mounted in the housing with axial movement, a locking element with a seal, and a control system supply and output system, characterized in that the locking element is mounted on the end of the rod and is made in the form of a needle and a saddle, the sealing of the locking element is made in the form of a set of gaskets, and the supply and output system of the control medium is made in the form of two channels, one n of which is connected to the overpiston volumes of the two chambers, and the other - with the subpiston volume of at least one camera.