RU64310U1

RU64310U1 - VALVE WITH DIRECTION OF THE WORKING FLOW "ON THE WELL"

Info

Publication number: RU64310U1
Application number: RU2007108395/22U
Authority: RU
Inventors: Игорь Геннадиевич Чуриков; Леонид Николаевич Архипов; Александр Феодосьевич Лысцев
Original assignee: Проектно-конструкторский и технологический институт трубопроводной арматуры (ПКТИ) "Атомармпроект")
Priority date: 2007-03-05
Filing date: 2007-03-05
Publication date: 2007-06-27

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к области трубопроводной арматуры и может найти применение в химической, нефтехимической, газовой и других отраслях промышленности для перекрытия потока жидких и газообразных сред, в том числе криогенных. Клапан с направлением потока рабочей среды «на золотник» содержит корпус с седлом основного затвора, привод, шток, стойку с уплотнением штока, запорный орган, состоящий из золотника основного затвора с пружиной и вспомогательного затвора, причем в торце штока, в области основного затвора, выполнена соосно со штоком открытая со стороны седла основного затвора цилиндрическая полость, в которой последовательно и соосно со штоком установлены упругий элемент, золотник вспомогательного затвора с возможностью перемещения по оси цилиндрической полости и удерживающий их в цилиндрической полости фиксирующий элемент. Сила упругости фиксирующего элемента подобрана таким образом, чтобы обеспечить необходимое предварительное уплотнение вспомогательного затвора. Таким образом, вспомогательный затвор выведен из числа элементов, непосредственно передающих усилие от привода на золотник основного затвора, что позволяет исключить возможность его перегрузки и разрушения.The proposed utility model relates to the field of pipe fittings and can find application in chemical, petrochemical, gas and other industries for blocking the flow of liquid and gaseous media, including cryogenic ones. The valve with the direction of flow of the working medium “to the spool” contains a housing with a seat for the main shutter, a drive, a stem, a stand with a stem seal, a shut-off element consisting of a main valve with a spring and an auxiliary shutter, moreover, in the end of the stem, in the area of the main shutter, a cylindrical cavity is open coaxially with the rod open from the saddle side of the main shutter, in which an elastic element, an auxiliary shutter valve with the possibility of cylindrical movement along the axis, are installed sequentially and coaxially with the rod th cavity and the retaining element holding them in the cylindrical cavity. The elastic force of the locking element is selected in such a way as to provide the necessary preliminary sealing of the auxiliary shutter. Thus, the auxiliary shutter is removed from the number of elements that directly transmit the force from the drive to the main valve spool, which eliminates the possibility of its overload and destruction.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области трубопроводной арматуры и может найти применение в химической, нефтехимической, газовой и других отраслях промышленности для перекрытия потока жидких и газообразных сред, в том числе криогенных.The proposed utility model relates to the field of pipe fittings and can find application in chemical, petrochemical, gas and other industries for blocking the flow of liquid and gaseous media, including cryogenic ones.

Известны отсечные клапаны серии 22с16нж с направлением потока рабочей среды «на золотник» (Гуревич Д.Ф., Воловик А.В. Арматура трубопроводов металлургических производств. М.: Металлургия, 1984, с.164), содержащие корпус с седлом, запорный орган со штоком, стойку (бугель), узел уплотнения штока и пневмопривод (мембранный исполнительный механизм).Known shut-off valves of the 22s16nzh series with the direction of flow of the working medium "to the spool" (Gurevich DF, Volovik AV Pipe fittings for metallurgical industries. M: Metallurgy, 1984, p.164), containing a housing with a seat, a shut-off element with rod, stand (yoke), stem seal assembly and pneumatic actuator (diaphragm actuator).

К недостаткам вышеуказанных клапанов можно отнести то, что примененная конструктивная схема клапанов позволяет применять их только с малыми условными проходами на низком давлении рабочей среды, так как при больших условных проходах и высоком давлении рабочей среды требуется большое усилие для открытия клапана, а это ведет к росту габаритов и массы как пневмопривода, так и самого клапана, что, в свою очередь, уменьшает быстродейсвие клапана.The disadvantages of the above valves include the fact that the applied valve design allows them to be used only with small nominal passages at low pressure of the working medium, since with large nominal passages and high pressure of the working medium a lot of effort is required to open the valve, and this leads to growth dimensions and mass of both the pneumatic actuator and the valve itself, which, in turn, reduces the speed of the valve.

Известны отсечные клапаны ПФ 96004.100 и 96006.200...300 с направлением потока рабочей среды «на золотник» (Гуревич Д.Ф., Воловик А.В. Арматура трубопроводов металлургических производств. М.: Металлургия, 1984, с.164), содержащие корпус с двумя седлами, запорный орган со штоком, стойку (бугель), узел уплотнения штока и пневмопривод. В данных клапанах затвор Known shutoff valves PF 96004.100 and 96006.200 ... 300 with the direction of flow of the working medium "to the spool" (Gurevich DF, Volovik AV Valves of pipelines of metallurgical industries. M: Metallurgy, 1984, p.164), containing a housing with two saddles, a locking body with a rod, a rack (yoke), a stem seal assembly and a pneumatic actuator. In these valves the shutter

разгружен (гидростатически уравновешен) за счет применения двухседельной конструкции.unloaded (hydrostatically balanced) through the use of a two-seat design.

Недостатком этих клапанов является недостаточная герметичность в затворе, так как трудно обеспечить герметичное перекрытие двух седел одновременно, а также сложная конструкция корпуса клапана.The disadvantage of these valves is the lack of tightness in the valve, since it is difficult to ensure a tight seal of the two seats at the same time, as well as the complex design of the valve body.

Прототипом предлагаемой полезной модели является клапан 2Z2369 с направлением потока рабочей среды «на золотник» (каталог фирмы VILAN, Франция), со вспомогательным затвором, содержащий корпус с седлом основного затвора, стойку, привод, шток, запорный орган, состоящий из золотника основного затвора с пружиной и вспомогательного затвора, причем золотник вспомогательного затвора жестко соединен со штоком и оба затвора имеют уплотнение типа «металл-металл». При открытии клапана вначале открывается вспомогательный затвор, а затем основной, чем обеспечивается разгрузка основного затвора и уменьшение управляющего усилия привода.The prototype of the proposed utility model is a valve 2Z2369 with a direction of flow of the working medium “to the spool” (catalog from VILAN, France), with an auxiliary valve, comprising a housing with a main valve seat, a rack, an actuator, a stem, a shut-off element consisting of a main valve spool with a spring and an auxiliary shutter, moreover, the valve of the auxiliary shutter is rigidly connected to the rod and both shutters have a metal-metal seal. When the valve is opened, the auxiliary shutter first opens, and then the main shutter, which ensures the unloading of the main shutter and a decrease in the drive control force.

Недостатком данного клапана является то, что при работе со средами с высокой проникающей способностью, в том числе с криогенными, будут возникать большие протечки, так как уплотнение типа «металл-металл» не обеспечивает необходимой степени герметичности. Это сужает область применения и понижает надежность работы клапана.The disadvantage of this valve is that when working with media with high penetrating ability, including cryogenic ones, large leaks will occur, since a metal-metal seal does not provide the necessary degree of tightness. This narrows the scope and reduces the reliability of the valve.

Применение в затворах уплотнения типа «металл-эластомер», позволяющее повысить герметичность, для данного клапана невозможно по следующей причине. Усилие запирания на закрытый основной затвор передается со штока по двум путям: через пружину и вспомогательный затвор, который жестко соединен со штоком. При этом в зоне уплотнения вспомогательного затвора возникают большие удельные нагрузки, снижающие ресурс затвора и могущие вызвать его разрушение, так как допустимые удельные нагрузки уплотнения типа «металл-The use of metal-elastomer-type seals in the valves, which makes it possible to increase the tightness, is not possible for this valve for the following reason. The locking force to the closed main valve is transmitted from the rod in two ways: through the spring and the auxiliary valve, which is rigidly connected to the rod. In this case, in the sealing zone of the auxiliary shutter, large specific loads occur, which reduce the shutter life and can cause its destruction, since the allowable specific loads of the “metal-

эластомер» много меньше допустимых удельных нагрузок уплотнения типа «металл-металл». Уменьшение той части усилия запирания, которая приложена к вспомогательному затвору, путем применения более мощной пружины приведет к росту габаритов и массы запорного органа. При отсутствии давления рабочей среды в закрытом клапане в случае применения сильфонного уплотнения усилие, прилагаемое к вспомогательному затвору, еще более возрастет вследствие исчезновения выталкивающей силы, действующей на эффективную площадь сильфона, которая намного превышает площадь проходного сечения вспомогательного затвора. Уменьшение удельных нагрузок путем снижения запирающего усилия привода приведет к снижению быстродействия клапана, что также нежелательно.elastomer ”is much less than the allowable specific loads of the metal-metal seal. Reducing the part of the locking force that is applied to the auxiliary shutter by using a more powerful spring will lead to an increase in the size and mass of the locking member. In the absence of pressure of the working medium in the closed valve, if a bellows seal is used, the force applied to the auxiliary valve will increase even more due to the disappearance of the buoyant force acting on the effective area of the bellows, which is much larger than the passage area of the auxiliary valve. The reduction of specific loads by reducing the locking force of the actuator will lead to a decrease in valve performance, which is also undesirable.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности работы и расширение области применения клапана.The technical task of the proposed utility model is to increase reliability and expand the scope of the valve.

Поставленная задача решается за счет того, что клапан с направлением потока рабочей среды «на золотник», содержит корпус с седлом основного затвора, привод, шток, стойку с уплотнением штока, запорный орган, состоящий из золотника основного затвора с пружиной и вспомогательного затвора, причем в торце штока, в области основного затвора, выполнена соосно со штоком открытая со стороны седла основного затвора цилиндрическая полость, в которой последовательно и соосно со штоком установлены упругий элемент, золотник вспомогательного затвора с возможностью перемещения по оси цилиндрической полости и удерживающий их в цилиндрической полости фиксирующий элемент.The problem is solved due to the fact that the valve with the direction of flow of the working medium “to the spool” contains a housing with a seat of the main shutter, a drive, a stem, a rack with a stem seal, a shut-off element consisting of a main valve with a spring and an auxiliary shutter, moreover in the end face of the rod, in the region of the main shutter, a cylindrical cavity open from the saddle side of the main shutter is made coaxially with the rod, in which an elastic element, an auxiliary shutter valve with the ability to move along the axis of the cylindrical cavity and holding them in the cylindrical cavity of the locking element.

На фиг. изображен предлагаемый клапан с направлением потока рабочей среды «на золотник». Клапан содержит корпус 1 с седлом основного затвора 2, привод 3, шток 4, стойку с уплотнением штока 5, запорный орган, состоящий из In FIG. The proposed valve with the direction of flow of the working medium "to the spool" is shown. The valve comprises a housing 1 with a seat of the main shutter 2, actuator 3, stem 4, a rack with stem seal 5, a locking element, consisting of

золотника основного затвора 6 с пружиной 7 и вспомогательного затвора, состоящего, в свою очередь, из золотника вспомогательного затвора 8, упругого элемента (пружины) 9 и седла вспомогательного затвора 10. В торце штока 4 в области основного затвора выполнена соосно с ним цилиндрическая полость 11. Фиксирующий элемент (стопорное кольцо) 12 удерживает золотник вспомогательного затвора 8 в полости 11. В золотниках 6 и 8 установлены выполненные из эластомера уплотнения 13 и 14.the spool of the main shutter 6 with a spring 7 and an auxiliary shutter, which, in turn, consists of a spool of the auxiliary shutter 8, an elastic element (spring) 9 and a seat of the auxiliary shutter 10. At the end of the rod 4, a cylindrical cavity 11 is made coaxially with it The locking element (circlip) 12 holds the slide valve of the auxiliary shutter 8 in the cavity 11. In the slide valves 6 and 8, seals 13 and 14 made of elastomer are installed.

Конструкция работает следующим образом.The design works as follows.

При открытии привод 3 через шток 4 и фиксирующий элемент 12 поднимает золотник вспомогательного затвора 7, при этом выбирается зазор h, вспомогательный затвор открывается, рабочая среда из надзолотниковой зоны А сбрасывается в подзолотниковую зону Б, уменьшается перепад давления рабочей среды между зонами А и Б, соответственно уменьшается вызванное перепадом давления усилие, приложенное к золотнику основного затвора 6. Золотник 6 поднимается, клапан открыт.When you open the actuator 3 through the stem 4 and the locking element 12 raises the spool of the auxiliary shutter 7, the gap h is selected, the auxiliary shutter is opened, the working medium from the nadzolotnikovogo zone A is discharged into the podzolotnikovy zone B, the differential pressure of the working medium between zones A and B is reduced, accordingly, the force caused by the pressure drop applied to the spool of the main shutter 6 decreases. The spool 6 rises, the valve is open.

Во время движения на закрытие привод 3 через шток 4 и пружину 7 передает усилие на золотник основного затвора 6. При этом пружина 7 удерживает вспомогательный затвор открытым и позволяет осуществить перепуск рабочей среды из зоны Б в зону А. После посадки золотника 6 на седло основного затвора 2 шток 4 продолжает движение до упора своим торцом в дно золотника 6. При этом золотник вспомогательного затвора 8 под воздействием упругого элемента (пружины) 9 садится на седло вспомогательного затвора 10 и вспомогательный затвор закрывается. Клапан закрыт. При этом запирающее усилие на золотник вспомогательного затвора 8 передается через упругий элемент 9 и ограничивается силой его упругости, подобранной так, чтобы обеспечить необходимое предварительное уплотнение вспомогательного затвора. Таким During the closing movement, the actuator 3 through the rod 4 and the spring 7 transfers force to the main valve spool 6. In this case, the spring 7 keeps the auxiliary shutter open and allows the medium to be transferred from zone B to zone A. After the spool 6 is planted on the main valve seat 2, the stem 4 continues to move all the way with its end into the bottom of the spool 6. At the same time, the spool of the auxiliary shutter 8, under the influence of an elastic element (spring) 9, sits on the seat of the auxiliary shutter 10 and the auxiliary shutter closes. The valve is closed. In this case, the locking force on the spool of the auxiliary shutter 8 is transmitted through the elastic element 9 and is limited by the strength of its elasticity, selected so as to provide the necessary preliminary sealing of the auxiliary shutter. So

образом, вспомогательный затвор выведен из числа элементов, непосредственно передающих усилие от привода на золотник основного затвора 6, что позволяет избежать возможности его перегрузки и разрушения.Thus, the auxiliary shutter is removed from the number of elements directly transmitting the force from the drive to the spool of the main shutter 6, which avoids the possibility of its overload and destruction.

Предлагаемая полезная модель обеспечивает:The proposed utility model provides:

1) Повышение надежности работы клапана за счет выведения вспомогательного затвора из числа элементов, непосредственно передающих усилие от привода на золотник основного затвора, что позволяет исключить возможность его перегрузки и разрушения.1) Improving the reliability of the valve by removing the auxiliary shutter from the number of elements directly transmitting the force from the drive to the main valve spool, which eliminates the possibility of its overload and destruction.

2) Расширение области применения клапана за счет обеспечения работы затвора с уплотнением типа «металл-эластомер», что повышает герметичность и позволяет работать с различными средами с высокой проникающей способностью, в том числе с криогенными.2) Expanding the scope of the valve by ensuring the operation of the valve with a metal-elastomer seal, which increases the tightness and allows you to work with various environments with high penetration, including cryogenic ones.

Claims

The valve with the direction of the working medium flow “to the spool”, comprising a body with a seat of the main shutter, a drive, a stem, a stand with a stem seal, a shut-off element consisting of a main valve with a spring and an auxiliary shutter, characterized in that at the end of the stem, in the area of the main shutter, a cylindrical cavity open from the saddle side of the main shutter is made coaxially with the rod, in which an elastic element, an auxiliary shutter valve with the ability to move along B of the cylindrical cavity and holding them in a cylindrical cavity of the locking element.