RU99845U1

RU99845U1 - LINEAR VALVE

Info

Publication number: RU99845U1
Application number: RU2010121407/06U
Authority: RU
Inventors: Владислав Сергеевич Черников
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Технопроект"
Priority date: 2010-05-26
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2010-11-27

Abstract

1. Клапан с линейным приводом, содержащий корпус с проточной частью, входной и выходной патрубки, подвижный управляющий элемент в виде трубы с седлом, уплотнительный элемент, расположенные на одной оси, линейный привод, шток привода, совершающий возвратно-поступательное движение, отличающийся тем, что связь штока привода с управляющим элементом выполнена посредством гидравлической системы, состоящей из штока привода, выполняющего функцию плунжера, замкнутой полости, заполненной малосжимаемой жидкостью, расширительной емкости, в которой управляющий элемент, представляющий собой полый поршень, является исполнительным звеном с возможностью его перемещения к уплотнительному элементу и обратно. ! 2. Клапан с линейным приводом по п.1, отличающийся тем, что он оснащен дополнительными патрубком и уплотнительным элементом. 1. The valve with a linear actuator, comprising a housing with a flowing part, inlet and outlet nozzles, a movable control element in the form of a pipe with a seat, a sealing element located on the same axis, a linear actuator, a actuator stem, reciprocating, characterized in that that the connection of the actuator rod with the control element is made by means of a hydraulic system consisting of a actuator rod that performs the function of a plunger, a closed cavity filled with low compressible fluid, an expansion tank in which the control element, which is a hollow piston, is an executive link with the possibility of its movement to the sealing element and vice versa. ! 2. The valve with linear actuator according to claim 1, characterized in that it is equipped with additional nozzle and a sealing element.

Description

Предполагаемое устройство относится к машиностроению, и в частности к арматуростроению. Оно может быть использовано для управления потоками жидких и газообразных сред в трубопроводах.The proposed device relates to mechanical engineering, and in particular to valve manufacturing. It can be used to control the flow of liquid and gaseous media in pipelines.

Известны клапаны с линейным приводом, содержащие корпус с седлом, входным и выходным патрубками, запорный орган, расположенный концентрично седлу корпуса, линейный привод.Known valves with linear actuator, comprising a housing with a seat, inlet and outlet nozzles, a locking element located concentrically to the seat of the housing, a linear actuator.

В патенте РФ №2143563, МПК F01D 17/10, F16K 31/143 описан пневмоклапан, содержащий корпус с седлом, клапан с уплотнителем (управляющим элементом), проточную часть, поршневой пневмопривод (линейный привод) с щелевым уплотнением поршня и штока, установленный непосредственно в проточную часть и управляемый с помощью рабочей среды.The RF patent No. 2143563, IPC F01D 17/10, F16K 31/143 describes a pneumatic valve comprising a housing with a seat, a valve with a seal (control element), a flow part, a piston pneumatic actuator (linear actuator) with a slotted piston and rod seal installed directly into the flow part and controlled by the working medium.

В патенте РФ №30908, МПК F16K 1/12 описан запорный клапан, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, запорный орган (управляющий элемент) с пневмоприводом (линейным приводом), выполненным в виде размещенного в силовой полости, образованной в корпусе, поршня и взаимодействующего с ним штока.In RF patent No. 30908, IPC F16K 1/12, a shut-off valve is described, comprising a body with inlet and outlet nozzles, a shut-off element (control element) with a pneumatic actuator (linear actuator) made in the form of a piston and a piston located in the power cavity formed in the housing stem interacting with it.

Из всех устройств аналогичного назначения самым близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является золотниковый клапан, описанный в патенте WO 02/086361 A1 F16K 1/12, 17.04.2002. Он содержит корпус с проточной частью, входной и выходной патрубки, подвижную герметизирующую трубу (управляющий элемент) с седлом, уплотнительный элемент, привод (линейный привод), рычаг для перемещения герметизирующей трубы (управляющего элемента).Of all devices of a similar purpose, the closest in technical essence to the proposed utility model is the spool valve described in patent WO 02/086361 A1 F16K 1/12, 04.17.2002. It contains a housing with a flowing part, inlet and outlet pipes, a movable sealing pipe (control element) with a seat, a sealing element, a drive (linear drive), a lever for moving the sealing pipe (control element).

Данный клапан достаточно надежен, однако связь линейного привода с управляющим элементом посредством рычага накладывает на конструкцию клапана существенное ограничение, а именно, ось линейного привода должна быть параллельна оси управляющего элемента. В противном случае происходит увеличение нагрузки на шарнир, вокруг которого поворачивается рычаг, в результате чего данный шарнир быстро изнашивается, а клапан перестает выполнять свое функциональное назначение, т.е. в устройстве не достигается технический результат, выраженный в повышении надежности клапана.This valve is quite reliable, however, the connection of the linear actuator with the control element by means of a lever imposes a significant restriction on the valve design, namely, the axis of the linear actuator must be parallel to the axis of the control element. Otherwise, the load on the hinge increases, around which the lever rotates, as a result of which the hinge wears out quickly, and the valve ceases to fulfill its functional purpose, i.e. the device does not achieve a technical result, expressed in increasing the reliability of the valve.

Технический результат, достигаемый при осуществлении предлагаемой полезной модели - повышение надежности клапана при управлении потоками рабочих сред, содержащих значительное количество посторонних включений, за счет применения предлагаемой связи между штоком привода и управляющим элементом, исключающей влияние шарнира на надежность клапана.The technical result achieved by the implementation of the proposed utility model is to increase the reliability of the valve when controlling the flow of working media containing a significant number of foreign impurities through the use of the proposed connection between the actuator stem and the control element, eliminating the effect of the hinge on the reliability of the valve.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном клапане с линейным приводом, содержащим корпус с проточной частью, входной и выходной патрубки, подвижный управляющий элемент в виде трубы с седлом, уплотнительный элемент, расположенные на одной оси, линейный привод, шток привода, совершающий возвратно-поступательное движение, связь штока привода с управляющим элементом выполнена посредством гидравлической системы, состоящей из штока привода, выполняющего функцию плунжера, замкнутой полости, заполненной малосжимаемой жидкостью, расширительной емкости, в которой управляющий элемент, представляющий собой полый поршень, является исполнительным звеном с возможностью его перемещения к уплотнительному элементу и обратно.The specified technical result is achieved by the fact that in the known valve with a linear actuator comprising a housing with a flowing part, inlet and outlet nozzles, a movable control element in the form of a pipe with a seat, a sealing element located on the same axis, a linear actuator, the actuator rod, which returns - progressive movement, the connection of the actuator rod with the control element is made by means of a hydraulic system consisting of a actuator rod that performs the function of a plunger, a closed cavity filled with low compressibility fluid, expansion capacity, in which the control element, which is a hollow piston, is an executive link with the possibility of its movement to the sealing element and back.

Необходимо отметить, что возможен вариант конструктивного исполнения клапана с дополнительными патрубком и уплотнительным элементом.It should be noted that there is a possible embodiment of the valve with additional nozzle and sealing element.

В результате проведенного поиска по источникам научно-технической и патентной информации не были обнаружены конструкторские решения, совокупность существенных признаков которых аналогична предлагаемой полезной модели и обеспечивает достижение такого же технического результата. Реализация заявленного клапана с линейным приводом реально осуществима в условиях обычного машиностроительного предприятия. Таким образом, можно отметить, что предлагаемая полезная модель представляет собой решение технической задачи, является новым, обеспечивает промышленную применимость и обладает изобретательским уровнем.As a result of the search by the sources of scientific, technical and patent information, no design solutions were found, the set of essential features of which is similar to the proposed utility model and ensures the achievement of the same technical result. The implementation of the inventive valve with linear actuator is feasible in a conventional engineering enterprise. Thus, it can be noted that the proposed utility model is a solution to the technical problem, is new, provides industrial applicability and has an inventive step.

Суть предлагаемой полезной модели поясняется на нижеследующей фигуре.The essence of the proposed utility model is illustrated in the following figure.

На фиг.1 изображено устройство клапана с линейным приводом в разрезе.In Fig.1 shows a valve device with a linear actuator in section.

Клапан с линейным приводом (фиг.1) содержит корпус 1 с проточной частью, входной 17 и выходной 18 патрубки, линейный привод 2. Внутри корпуса 1 установлен управляющий элемент 3 с выполненным на нем седлом, уплотнительный элемент 4, уплотнительные кольца 5. Внутри линейного привода 2 установлен поршень 6 со штоком 9 привода. Шток 9 привода посредством гидравлической системы, состоящей из самого штока 9 привода, выполняющего функцию плунжера, замкнутой полости 12, заполненной малосжимаемой жидкостью 14, расширительной емкости 11, перемещает управляющий элемент 3, представляющий собой полый поршень и являющийся исполнительным звеном гидравлической системы, к уплотнительному элементу 4. Канал 16 предназначен для связи полости 15 с окружающей средой. Кольцо 13 обеспечивает герметичное разобщение полостей 12 и 15. Кольцо 10 служит для герметичного разделения линейного привода 2 от полости 12. Расширительная емкость 11 компенсирует потери малосжимаемой жидкости 14 из гидравлической системы, а также износ элементов клапана. Патрубки 7 и 8 предназначены для подачи управляющей среды в ту или иную полости линейного привода 2.The valve with a linear actuator (Fig. 1) contains a housing 1 with a flow part, an inlet 17 and an outlet 18 nozzles, a linear actuator 2. Inside the housing 1, a control element 3 with a seat made on it, a sealing element 4, o-rings 5 is installed inside the linear drive 2 mounted piston 6 with the rod 9 of the drive. The actuator stem 9, by means of a hydraulic system consisting of the actuator stem 9, which acts as a plunger, a closed cavity 12 filled with low compressible fluid 14, expansion tank 11, moves the control element 3, which is a hollow piston and is the actuating element of the hydraulic system, to the sealing element 4. Channel 16 is designed to connect the cavity 15 with the environment. The ring 13 provides a tight separation of the cavities 12 and 15. The ring 10 serves for the tight separation of the linear actuator 2 from the cavity 12. The expansion tank 11 compensates for the loss of low compressible fluid 14 from the hydraulic system, as well as the wear of the valve elements. Pipes 7 and 8 are intended for supplying a control medium to one or another cavity of linear actuator 2.

Клапан работает следующим образом. В полость 17 входного патрубка корпуса 1 клапана подается рабочая среда. В патрубок 7 подается управляющая среда, в результате чего поршень 6 со штоком 9 привода стремиться уменьшить объем замкнутой полости 12. Поскольку замкнутая полость 12 заполнена малосжимаемой жидкостью 14, в результате перемещения штока 9 привода происходит перемещение управляющего элемента 3 к уплотнительному элементу 4, в результате чего происходит разобщение полостей 17 и 18. Уплотнительные кольца 5 обеспечивают герметизацию в соединении корпус 1 - управляющий элемент 3. При сбросе управляющей среды из линейного привода 2 через патрубок 7 и подаче управляющей среды в патрубок 8, поршень 6 со штоком 9 привода совершает поступательное движение, в результате чего управляющий элемент 3 перемещается от уплотнительного элемента 4. Рабочая среда из полости 17 входного патрубка перетекает в полость 18 выходного патрубка. Увеличение объема полости 15 компенсируется попаданием в нее воздуха из окружающей среды через канал 16. При сбросе управляющей среды из линейного привода 2 через патрубок 8 и подаче управляющей среды в патрубок 7, поршень 6 со штоком 9 привода совершает поступательное движение и возвращает управляющий элемент 3 в исходное положение. Полости 17 и 18 разобщаются.The valve operates as follows. A working medium is supplied to the cavity 17 of the inlet pipe of the valve body 1. The control medium is supplied to the pipe 7, as a result of which the piston 6 with the actuator stem 9 seeks to reduce the volume of the closed cavity 12. Since the closed chamber 12 is filled with low compressible fluid 14, as a result of the movement of the actuator rod 9, the control element 3 moves to the sealing element 4, as a result what is the separation of the cavities 17 and 18. O-rings 5 provide sealing in the connection of the housing 1 - the control element 3. When dumping the control medium from the linear actuator 2 through the pipe 7 and giving the control medium to the nozzle 8, the piston 6 with the actuator stem 9 makes a translational motion, as a result of which the control element 3 moves from the sealing element 4. The working medium flows from the cavity 17 of the inlet pipe into the cavity 18 of the output pipe. The increase in the volume of the cavity 15 is compensated by the ingress of air from the environment through the channel 16. When the control medium is discharged from the linear actuator 2 through the nozzle 8 and the control medium is supplied to the nozzle 7, the piston 6 with the actuator rod 9 performs translational motion and returns the control element 3 to initial position. Cavities 17 and 18 are separated.

Именно такая конструкция клапана с линейным приводом, содержащая корпус с проточной частью, входной и выходной патрубки, подвижный управляющий элемент в виде трубы с седлом, уплотнительный элемент, расположенные на одной оси, линейный привод, шток привода, совершающий возвратно-поступательное движение, а связь штока привода, с управляющим элементом выполнена посредством гидравлической системы, состоящей из штока привода, выполняющего функцию плунжера, замкнутой полости, заполненной малосжимаемой жидкостью, расширительной емкости, в которой управляющий элемент, представляющий собой полый поршень, является исполнительным звеном с возможностью его перемещения к уплотнительному элементу и обратно, обеспечивает технический результат, направленный на повышение надежности клапана при управлении потоками рабочих сред, содержащих значительное количество посторонних включений.It is such a design of a valve with a linear actuator, comprising a housing with a flowing part, an inlet and an outlet nozzle, a movable control element in the form of a pipe with a seat, a sealing element located on the same axis, a linear actuator, a actuator stem reciprocating, and communication the actuator rod, with the control element, is made by means of a hydraulic system consisting of the actuator rod, performing the function of a plunger, a closed cavity filled with low compressible fluid, expansion tank, in The second control element, which is a hollow piston, is an actuating unit with the possibility of its movement to the sealing element and vice versa, provides a technical result aimed at improving the reliability of the valve when controlling the flow of working media containing a significant number of foreign inclusions.

Возможен вариант конструктивного исполнения клапана с третьим дополнительным патрубком и вторым дополнительным уплотнительным элементом. На фиг.2 изображено устройство клапана с линейным приводом в разрезе с третьим дополнительными патрубком и вторым дополнительным уплотнительным элементом.A possible embodiment of the valve with a third additional nozzle and a second additional sealing element. Figure 2 shows a valve device with a linear actuator in section with a third additional nozzle and a second additional sealing element.

Клапан с линейным приводом с третьим дополнительным патрубком и вторым дополнительным уплотнительным элементом (фиг.2) содержит корпус 1 с проточной частью, входной 18 и выходные 19, 20 патрубки, линейный привод 2. Внутри корпуса 1 установлен управляющий элемент 3 с выполненным на нем седлом, уплотнительные элементы 4 и 17, уплотнительные кольца 5. Внутри линейного привода 2 установлен поршень 6 со штоком 9 привода. Шток 9 привода посредством гидравлической системы, состоящей из самого штока 9 привода, выполняющего функцию плунжера, замкнутой полости 12, заполненной малосжимаемой жидкостью 14, расширительной емкости 11, перемещает управляющий элемент 3, представляющий собой полый поршень и являющийся исполнительным звеном гидравлической системы, к уплотнительному элементу 4. Канал 16 предназначен для связи полости 15 с окружающей средой. Кольцо 13 обеспечивает герметичное разобщение полостей 12 и 15. Кольцо 10 служит для герметичного разделения линейного привода 2 от полости 12. Расширительная емкость 11 компенсирует потери малосжимаемой жидкости 14 из гидравлической системы, а также износ элементов клапана. Патрубки 7 и 8 предназначены для подачи управляющей среды в ту или иную полости линейного привода 2.A valve with a linear actuator with a third additional nozzle and a second additional sealing element (Fig. 2) contains a housing 1 with a flow part, an inlet 18 and an outlet 19, 20 nozzles, a linear actuator 2. A control element 3 with a seat made on it is installed inside the housing 1 , sealing elements 4 and 17, sealing rings 5. Inside the linear actuator 2, a piston 6 with a rod 9 of the actuator is installed. The actuator stem 9, by means of a hydraulic system consisting of the actuator stem 9, which acts as a plunger, a closed cavity 12 filled with low compressible fluid 14, expansion tank 11, moves the control element 3, which is a hollow piston and is the actuating element of the hydraulic system, to the sealing element 4. Channel 16 is designed to connect the cavity 15 with the environment. The ring 13 provides a tight separation of the cavities 12 and 15. The ring 10 serves for the tight separation of the linear actuator 2 from the cavity 12. The expansion tank 11 compensates for the loss of low compressible fluid 14 from the hydraulic system, as well as the wear of the valve elements. Pipes 7 and 8 are intended for supplying a control medium to one or another cavity of linear actuator 2.

Клапан работает следующим образом. В полость 18 входного патрубка корпуса 1 клапана подается рабочая среда. В патрубок 7 подается управляющая среда, в результате чего поршень 6 со штоком 9 привода стремиться уменьшить объем замкнутой полости 12. Поскольку замкнутая полость 12 заполнена малосжимаемой жидкостью 14 в результате перемещения штока 9 привода происходит перемещение управляющего элемента 3 к уплотнительному элементу 4, вследствие чего происходит разобщение полости 18 от полостей 19, 20 и соединение между собой полостей 19 и 20. Уплотнительные кольца 5 обеспечивают герметизацию в соединении корпус 1 - управляющий элемент 3. При сбросе управляющей среды из линейного привода 2 через патрубок 7 и подаче управляющей среды в патрубок 8, поршень 6 со штоком 9 привода совершает поступательное движение, в результате чего управляющий элемент 3 перемещается от уплотнительного элемента 4 к уплотнительному элементу 17. Рабочая среда из полости 18 входного патрубка перетекает в полость 19 выходного патрубка, полости 18 и 19 отделяются от полости 20. Увеличение объема полости 15 компенсируется попаданием в нее воздуха из окружающей среды через канал 16. При сбросе управляющей среды из линейного привода 2 через патрубок 8 и подаче управляющей среды в патрубок 7, поршень 6 со штоком 9 привода совершает поступательное движение и возвращает управляющий элемент 3 в исходное положение. Полости 19 и 20 соединяются, отсоединяясь при этом от полости 18.The valve operates as follows. A working medium is supplied to the cavity 18 of the inlet pipe of the valve body 1. The control medium is supplied to the pipe 7, as a result of which the piston 6 with the actuator rod 9 seeks to reduce the volume of the closed cavity 12. Since the closed cavity 12 is filled with low compressible fluid 14 as a result of the movement of the actuator rod 9, the control element 3 moves to the sealing element 4, as a result the separation of the cavity 18 from the cavities 19, 20 and the interconnection of the cavities 19 and 20. The sealing rings 5 provide sealing in the connection of the housing 1 - control element 3. When resetting the control the medium from the linear actuator 2 through the nozzle 7 and the supply of the control medium to the nozzle 8, the piston 6 with the actuator rod 9 makes a translational motion, as a result of which the control element 3 moves from the sealing element 4 to the sealing element 17. The medium flows from the cavity 18 of the inlet pipe into the cavity 19 of the outlet pipe, the cavities 18 and 19 are separated from the cavity 20. The increase in the volume of the cavity 15 is compensated by the ingress of air from the environment through the channel 16. When the control medium is discharged from the linear actuator for 2 hours Res pipe 8 and the feed control medium in the pipe 7, the piston 6 with the rod 9 makes a translational motion actuator and the control element 3 returns to its original position. Cavities 19 and 20 are connected, disconnecting from the cavity 18.

Для проверки работоспособности клапан с линейным приводом был установлен в систему очистки воды установки для мойки автомобилей. До этого в систему был установлен клапан марки КЭО. Замена его была обусловлена частыми жалобами обслуживающего персонала на недостаточную надежность клапана при работе с водой со значительным содержанием посторонних включений. В результате опытной эксплуатации не было выявлено ни одного случая отказа клапана с линейным приводом описанной конструкции, что подтверждает правильность предложенного технического решения.To test the operability, a valve with a linear actuator was installed in the water treatment system of a car wash installation. Prior to this, a KEO valve was installed in the system. Its replacement was due to frequent complaints by maintenance personnel about the insufficient reliability of the valve when working with water with a significant content of foreign matter. As a result of trial operation, not a single case of a valve failure with a linear actuator of the described design was detected, which confirms the correctness of the proposed technical solution.

В качестве примеров конкретного выполнения можно сообщить следующее: корпусные части клапана могут быть изготовлены из стали 40×13, 08×18Н10Т. Реализация клапана с линейным приводом возможна в условиях обычного машиностроительного предприятия на универсальном оборудовании.As examples of specific performance, the following can be reported: valve body parts can be made of steel 40 × 13, 08 × 18H10T. The implementation of a valve with a linear actuator is possible in a conventional machine-building enterprise with universal equipment.

Как видно из вышеописанного, именно конструктивные особенности предлагаемой полезной модели способствуют повышению надежности клапана при управлении потоками рабочих сред, содержащих значительное количество посторонних включений.As can be seen from the above, it is the design features of the proposed utility model that increase the reliability of the valve when controlling the flow of working media containing a significant amount of foreign impurities.

Claims

1. The valve with a linear actuator, comprising a housing with a flowing part, inlet and outlet nozzles, a movable control element in the form of a pipe with a seat, a sealing element located on the same axis, a linear actuator, a actuator stem, reciprocating, characterized in that that the connection of the actuator rod with the control element is made by means of a hydraulic system consisting of a actuator rod that performs the function of a plunger, a closed cavity filled with low compressible fluid, an expansion tank in which the control element, which is a hollow piston, is an executive link with the possibility of its movement to the sealing element and vice versa.

2. The valve with linear actuator according to claim 1, characterized in that it is equipped with additional nozzle and a sealing element.