UA13939U

UA13939U - Controlling disc valve with unloading unit

Info

Publication number: UA13939U
Application number: UAU200510881U
Authority: UA
Inventors: Volodymyr Leonidovych Matusiak
Original assignee: Volodymyr Leonidovych Matusiak
Priority date: 2005-11-17
Filing date: 2005-11-17
Publication date: 2006-04-17

Abstract

A controlling disc valve with unloading unit in the body of which removable fixed seat is installed, with peripheral profiled bypass windows and central channel. The seat is in contact with the slide arranged with cuts, through central long opening, and is connected to the spindle. At the tightening surface of the slide sector slots are provided, those form together with the surface of the seat intermediate chamber connected to the central channel of the seat. At the body cover is fixed, and the cylinder, there piston is installed, this is connected to the slide without possibility of split, and forms unloading chamber with the cylinder. The chamber is connected to the discharge cavity. At both sides of the spindle, coaxially to it, intermediate elements are installed, with mutually normal slots or bosses at the ends. In the slide, at the side of the spindle, spring is installed in coaxial position. Between the slide and the seat a bushing is installed, with central and side openings. Between the piston and the discs at the periphery of the slide rigidity elements are placed.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до арматуробудування і може бути використаною в регулюючих та дросельних 2 клапанах дискового типу для забезпечення необхідних параметрів різного робочого середовища в технологічних процесах, наприклад, у теплоенергетиці на електростанціях для регулювання витрат живильної води в парогенератор.The useful model refers to valve construction and can be used in regulating and throttling 2 valves of the disc type to ensure the necessary parameters of various working environments in technological processes, for example, in thermal energy at power plants to regulate the flow of feed water to a steam generator.

Відомий регулюючий дисковий клапан з зовнішнім розвантажувальним пристроєм (ЗО Мо1200061), який працює з підвищеним перепадом тисків. Через громіздку зовнішню розвантажувальну систему із спеціальним 70 підводом робочого середовища конструкція цього клапана виявилась дуже складною при виготовленні та технічному обслуговуванні, що знизило його надійність. Клапан має обмеження по пропускній спроможності.There is a well-known regulating disc valve with an external unloading device (ZO Mo1200061), which works with an increased pressure drop. Due to the bulky external unloading system with a special 70 feed of the working medium, the design of this valve turned out to be very difficult to manufacture and maintain, which reduced its reliability. The valve has a capacity limitation.

Опис дискового регулюючого клапана із внутрішнім розвантажувальним пристроєм |З Мо987257| наведено в журналі (Знергетик" Мо12/1991, Москва). Клапан має розташоване в корпусі нерухоме сідло з периферійними пропускними вікнами і центральним каналом. Це сідло постійно контактує з золотником, який виконаний з 12 вирізами і з'єднаний з шпинделем. З золотником нероз'ємно з'єднаний розвантажувальний циліндр, сполучений із напірною та зливною порожнинами клапана. Всередині циліндра розташовано поршень з утворенням між ними розвантажувальної камери. Недоліком цього клапана є деформація сідла під впливом сили від розвантажувального поршня та необхідність установки спеціальної опорної колони при діаметрі клапана понад 250мм.Description of the disc regulating valve with an internal unloading device |З Мо987257| given in the magazine (Znergetik" Mo12/1991, Moscow). The valve has a fixed seat located in the body with peripheral access windows and a central channel. This seat is in constant contact with the spool, which is made with 12 notches and is connected to the spindle. The spool is not separated "capacity-connected unloading cylinder, connected to the pressure and drain cavities of the valve. Inside the cylinder there is a piston with the formation of an unloading chamber between them. The disadvantage of this valve is the deformation of the seat under the influence of the force from the unloading piston and the need to install a special support column when the valve diameter exceeds 250 mm .

Близьким за результатом, що досягається, та технічній суті є регулюючий дисковий клапан з розвантажувальним пристроєм |З Мо996784), в корпусі якого розташовано нерухоме сідло з периферійними профільованими вікнами та центральним каналом. Сідло постійно контактує з золотником, виконаним з вирізами та з'єднаним із шпинделем. В корпусі також встановлено циліндр, який сполучається із напірною та зливною порожнинами. У циліндрі встановлено поршень, який утворює з ним розвантажувальну камеру. Поршень 22 нероз'ємно з'єднаний з золотником і має наскрізний центральний отвір, який з'єднує розвантажувальну камеру з -о центральним каналом у сідлі. В цьому клапані кільцевий розвантажувальний циліндр є самостійною деталлю. Він встановлений в напірній порожнині клапана та опирається через підшипник на виступи всередині корпуса клапана. Розвантажувальний поршень має диференціальну форму. Недоліком цього пристрою є складність, недостатня надійність та обмежена зона використання в зв'язку з цим. оClose in terms of the achieved result and technical essence is the regulating disc valve with unloading device (Мо996784), in the body of which there is a fixed seat with peripheral profiled windows and a central channel. The seat is in constant contact with the slotted spool and connected to the spindle. A cylinder is also installed in the housing, which is connected to the pressure and drain cavities. A piston is installed in the cylinder, which forms an unloading chamber with it. The piston 22 is integrally connected to the spool and has a through central hole that connects the discharge chamber to the central channel in the saddle. In this valve, the annular unloading cylinder is an independent part. It is installed in the pressure cavity of the valve and rests through the bearing on the protrusions inside the valve body. The unloading piston has a differential shape. The disadvantage of this device is its complexity, lack of reliability and limited area of use in this regard. at

Суттєвим недоліком перелічених дискових клапанів розвантаженого типу є порушення оптимального со співвідношення сили притискання золотника до сідла і сили розвантаження при відкриванні клапана та зміні площі пропускних вікон, що веде до відриву золотника від сідла, збільшення нерегульованих витрат робочого о середовища, неприпустимої вібрації всередині корпусних деталей і зменшення міжремонтного періоду. соA significant disadvantage of the listed disc valves of the unloaded type is a violation of the optimal ratio of the force of pressing the spool against the seat and the force of unloading when opening the valve and changing the area of the passage windows, which leads to the separation of the spool from the seat, an increase in the unregulated flow of the working medium, unacceptable vibration inside the body parts and reduction of the inter-repair period. co

Найбільш близьким за результатом, що досягається, та технічній суті є регулюючий дисковий клапан з 3о розвантажувальним пристроєм КО Мо2052702, КИ Мо2099623, ЕР 081987881, 05 6.053.204), який має -- встановлене в корпусі знімне нерухоме сідло з пропускними вікнами і центральним каналом, яке контактує з золотником, виконаним з вирізами та центральним подовжнім отвором та з'єднане зі шпинделем, при цьому на корпусі закріплена кришка та циліндр, в якову встановлено поршень, що нероз'ємно з'єднаний з золотником та «4 утворює з циліндром розвантажувальну камеру, сполучену зі зливною порожниною через центральний З подовжній отвір в золотнику та центральний канал у сідлі, на ущільнюючій поверхні золотника виконані секторні с пази, що утворюють разом з поверхнею сідла проміжну камеру, сполучену з розвантажувальною камерою іThe closest in terms of the achieved result and the technical essence is the regulating disc valve with a 3o unloading device КО Мо2052702, КИ Мо2099623, ЕР 081987881, 05 6.053.204), which has -- a removable fixed seat with access windows and a central channel installed in the body , which is in contact with a spool made with cutouts and a central longitudinal hole and is connected to the spindle, while a cover and a cylinder are fixed on the body, in which a piston is installed, which is integrally connected to the spool and "4 forms an unloading valve with the cylinder a chamber connected to the drain cavity through a central longitudinal hole in the spool and a central channel in the seat, on the sealing surface of the spool, sectorial grooves are made, which, together with the surface of the seat, form an intermediate chamber connected to the unloading chamber and

Із» центральним каналом сідла. Прототип має мінімальну кількість деталей у порівнянні з аналогами. Наявність саморозвантажувального поворотного дискового золотника з внутрішнім зворотним зв'язком забезпечує оптимальне зусилля притискання золотника до сідла у всьому діапазоні робочих перепадів та ходу золотника.With" the central channel of the saddle. The prototype has a minimum number of parts compared to its counterparts. The presence of a self-unloading rotary disc spool with internal feedback ensures the optimal force of pressing the spool to the seat in the entire range of operating differences and stroke of the spool.

Недоліком прототипу та перелічених вище аналогів є недостатня жорсткість дисків золотника при збільшенні - пропускної спроможності та перепаду тиску на клапані, яка веде до їх деформації та утворенню нерегульованих со витрат та пропуску клапана в закритому положенні через ущільнюючі контактуючі поверхні. При цьому виникають умови для щілинної ерозії та пошкодження ущільнюючих поверхонь золотника та сідла. Іншим іш недоліком є низька надійність вузлів зчленування шпинделя з дисковим золотником та вихідним валом со 20 виконавчого механізму (сервоприводу), наслідком якого є підвищене тертя і збільшення моменту, що крутить. У деяких випадках, наприклад при значному збільшенні перепаду тиску на клапані, це може привести до с заклинювання та виходу з ладу сервопривода і клапана. Суттєвим недоліком перелічених аналогів та у меншому обсязі прототипу є обмеження працездатності при їх встановленні на трубопроводі у положенні, при якому шпиндель клапана за умов компоновки відхилений від верхнього вертикального положення. При цьому чим 52 складніша конструкція клапана, тим більша вірогідність його відмови та, відповідно, нижча його надійність. с Мета корисної моделі полягає у підвищенні надійності регулюючого дискового клапана з розвантажувальним пристроєм при різних установочних положеннях на трубопроводі, усуненні обмежень по пропускній спроможності при збільшеному перепаді тиску на клапані шляхом зміни конструкції золотника та вузлів зчленування шпинделя з сервоприводом і золотником. 60 Корисна модель регулюючого дискового клапана з розвантажувальним пристроєм, що пропонується до розгляду, складається з корпусу, в якому розміщене швидко знімне нерухоме сідло з периферійними пропускними вікнами і центральним каналом у ньому, поворотного дискового золотника з вирізами та центральним подовжнім отвором, який постійно контактує з сідлом, шпинделя і кришки з розташованим у ньому циліндром. У циліндрі розміщено поршень, що нероз'ємно з'єднаний з золотником та створює з циліндром бо розвантажувальну камеру, яка сполучається із зливною порожниною клапана. На ущільнюючій поверхні золотника виконана проміжна камера у вигляді секторних пазів, які сполучаються з центральним каналом сідла.The disadvantage of the prototype and the analogues listed above is the insufficient rigidity of the spool discs when increasing the throughput and pressure drop on the valve, which leads to their deformation and the formation of unregulated CO costs and the passage of the valve in the closed position through the sealing contacting surfaces. This creates conditions for crevice erosion and damage to the sealing surfaces of the spool and seat. Another disadvantage is the low reliability of the joints of the spindle with the disc spool and the output shaft of the executive mechanism (servo drive), which results in increased friction and an increase in torque. In some cases, for example, with a significant increase in the pressure drop across the valve, this can lead to jamming and failure of the servo and valve. A significant disadvantage of the listed analogues and in a smaller volume of the prototype is the limitation of performance when they are installed on the pipeline in a position in which the valve spindle is deviated from the upper vertical position under the conditions of the layout. At the same time, the more complex the design of the valve, the higher the probability of its failure and, accordingly, the lower its reliability. c The purpose of the useful model is to increase the reliability of the regulating disc valve with an unloading device at different installation positions on the pipeline, to eliminate limitations on the flow capacity with an increased pressure drop across the valve by changing the design of the spool and the joints of the spindle with the servo drive and the spool. 60 A useful model of the control disc valve with relief device proposed for consideration consists of a body in which is placed a quickly removable fixed seat with peripheral access windows and a central channel in it, a rotary disc spool with cutouts and a central longitudinal hole that is in constant contact with a saddle, a spindle and a cover with a cylinder located in it. A piston is placed in the cylinder, which is inseparably connected to the spool and creates an unloading chamber with the cylinder, which communicates with the drain cavity of the valve. The sealing surface of the spool has an intermediate chamber in the form of sector grooves that connect to the central channel of the saddle.

На обох торцях шпинделя співвісно з ним встановлені проміжні елементи з виконаними на їх торцях взаємно перпендикулярними пазами або виступами. У золотнику з боку шпинделя співвісно встановлена пружина. Між бідлом і золотником співвісно встановлена втулка з центральним та боковими отворами. Між поршнем та дисками на периферії золотника встановлені елементи жорсткості.On both ends of the spindle, intermediate elements with mutually perpendicular grooves or protrusions made on their ends are installed coaxially with it. A spring is coaxially installed in the spool on the side of the spindle. A sleeve with central and side holes is installed coaxially between the bead and the spool. Stiffening elements are installed between the piston and the disks on the periphery of the spool.

Інші технічні результати, що досягаються при цьому: - забезпечується повна компенсація не паралельності та перекосу осей золотника, шпинделя та вихідного вала сервопривода, завдяки чому виключається імовірність заклинювання всередині корпусних деталей /о клапана; - забезпечується поперечна і подовжня фіксація золотника в корпусі при любому положенні клапана на трубопроводі; - можливість збільшення жорсткості дисків золотника без збільшення його маси; - можливість використання для дискових клапанів корпусів різних типів та конфігурацій; - можливість встановлення в напірній порожнині клапана знімної захисної або дросельної сорочки у вигляді дірчатого циліндра; - відсутні умови для заклинювання при наявності твердих забруднень у робочому середовищі.Other technical results achieved at the same time: - full compensation of non-parallelism and misalignment of the axes of the spool, spindle and output shaft of the servo drive is provided, due to which the possibility of jamming inside the body parts of the valve is excluded; - transverse and longitudinal fixation of the spool in the housing is ensured at any position of the valve on the pipeline; - the possibility of increasing the rigidity of the spool disks without increasing its mass; - the possibility of using casings of various types and configurations for disk valves; - the possibility of installing a removable protective or throttle jacket in the form of a perforated cylinder in the pressure cavity of the valve; - there are no conditions for jamming in the presence of solid impurities in the working environment.

Перелік фігур кресленьList of drawing figures

Фіг.1 - зображено регулюючий дисковий клапан з розвантажувальним пристроєм.Fig. 1 - shows a regulating disk valve with an unloading device.

Фіг.2 - зображено золотник з сідлом в закритому положенні.Fig. 2 shows a spool with a seat in the closed position.

Фіг.3 - зображено золотник з сідлом у відкритому положенні.Fig. 3 shows a spool with a seat in the open position.

Фіг.4 - зображено розріз А-А фігури 2.Fig. 4 shows a section A-A of figure 2.

Фіг.5 - зображено проміжний елемент.Fig. 5 shows an intermediate element.

Фіг.6 - зображено приклади використання корпусів різних типів та конфігурації для регулюючого дискового клапана з розвантажувальним пристроєм.Fig. 6 - shows examples of the use of housings of various types and configurations for a control disc valve with an unloading device.

В корпусі 1 клапана розміщене сідло 2 з пропускними профільованими вікнами З для пропуску середовища, т що регулюється, і поворотний дисковий золотник 4 з вирізами.In the body 1 of the valve there is a seat 2 with passage profiled windows З for passage of the medium, which is adjustable, and a rotary disk spool 4 with cutouts.

Шпиндель 5 і проміжні елементи 6 служать для передачі моменту, що крутить, від виконавчого механізму (не показаний) до золотника. Поршень 7, який нероз'ємно з'єднаний з золотником, і циліндр 8 утворюють Ге! зо розвантажувальну камеру 9. Камера з'єднана каналом 10 із зливною порожниною 11 через проміжну камеру 12.Spindle 5 and intermediate elements 6 serve to transmit the torque from the actuator (not shown) to the spool. Piston 7, which is inseparably connected to the spool, and cylinder 8 form Ge! from the unloading chamber 9. The chamber is connected by a channel 10 to the drain cavity 11 through an intermediate chamber 12.

Проміжна камера 12 виконана у вигляді секторних пазів на ущільнюючій поверхні золотника 4 та сполучена з о центральним каналом 13 у сідлі 2. Робоче середовище поступає в напірну порожнину 14 клапана. Втулка 15 Ге! розміщена співвісно між золотником 4 і сідлом 2. Елементи жорсткості 16 встановлені на периферії золотника та з'єднують поршень 7 з дисками золотника 4. Пружина 17 встановлена співвісно між золотником 4 і проміжним ме) зв елементом 6. В напірній порожнині 14 встановлена захисна сорочка 18, а в зливній порожнині 11 під сідлом 2. де встановлена захисна сорочка 19.The intermediate chamber 12 is made in the form of sector grooves on the sealing surface of the spool 4 and is connected to the central channel 13 in the seat 2. The working medium enters the pressure cavity 14 of the valve. Sleeve 15 Ge! is placed coaxially between spool 4 and seat 2. Stiffness elements 16 are installed on the periphery of the spool and connect piston 7 with discs of spool 4. Spring 17 is installed coaxially between spool 4 and intermediate element 6. In pressure cavity 14, protective jacket 18 is installed , and in the drain cavity 11 under the seat 2. where the protective shirt 19 is installed.

Клапан працює наступним чином.The valve works as follows.

Робоче середовище з тиском Р1 поступає в напірну порожнину 14 клапана, проходить через захисну сорочку 18 ії далі через пропускні вікна З в сідлі 2 поступає в зливну порожнину 11 з тиском Р2. Захисна сорочка 18 « стабілізує потік на вході в сідло і захищає проточну частину клапана від попадання сторонніх предметів. з с Дросельно-захисна сорочка 19, встановлена під сідлом 2, захищає внутрішню поверхню корпуса клапана від ерозійного руйнування та стабілізує потік на виході з клапана. Для привода клапана використовується ;» вмонтований або дистанційний виконавчий механізм (сервопривід). Вмонтований сервопривід розміщується безпосередньо на клапані. Дистанційний сервопривід розміщується в зручному для обслуговування місці на деякій відстані від клапана. На Фіг.1 зображено зчленування вихідного валу 20 вмонтованого виконавчого - механізму зі шпинделем 5 через проміжний елемент 6. На Фіг.б6 зображені клапани з корпусами різного типу, в яких момент, що крутить, передається від сервопривода на шпиндель 5 через важіль 21. Пружина 17 забезпечує о попереднє притискання золотника 4 до сідла 2 у випадку відсутності перепаду тиску на клапані. Втулка 15The working medium with pressure P1 enters the pressure cavity 14 of the valve, passes through the protective jacket 18 and further through the passage windows C in the seat 2 enters the drain cavity 11 with pressure P2. The protective jacket 18" stabilizes the flow at the entrance to the seat and protects the flow part of the valve from foreign objects. z c Throttle-protective jacket 19, installed under seat 2, protects the inner surface of the valve body from erosive destruction and stabilizes the flow at the valve outlet. To drive the valve is used;" built-in or remote actuator (servo drive). The mounted servo is placed directly on the valve. The remote servo is located in a serviceable location at some distance from the valve. Fig. 1 shows the articulation of the output shaft 20 of the mounted executive mechanism with the spindle 5 through the intermediate element 6. Fig. b6 shows valves with different types of housings, in which the torque is transmitted from the servo drive to the spindle 5 through the lever 21. Spring 17 ensures preliminary pressing of the spool 4 to the seat 2 in the absence of a pressure drop across the valve. Bushing 15

Ге) забезпечує співвісність золотника 4 відносно сідла 2 у нахиленому чи горизонтальному положенні шпинделя.Ge) ensures the alignment of the spool 4 with respect to the seat 2 in an inclined or horizontal position of the spindle.

Проміжні елементи 6 усувають можливість заклинювання всередині корпусних деталей шляхом компенсації їх не о співвісності і не паралельності.Intermediate elements 6 eliminate the possibility of jamming inside the body parts by compensating for their misalignment and non-parallelism.

Ге Регулювання витрати робочого середовища здійснюється шляхом повертання золотника 4, при цьому змінюється площа прохідного перетину пропускних вікон З в сідлі 2. Максимальний кут повороту золотника складає 90 градусів. В положенні "закрито" дисковий золотник 4 повністю перекриває пропускні вікна З в сідлі дво 2. В положенні "відкрито" пропускні вікна З повністю відкриті.Ge Regulation of the flow of the working medium is carried out by turning the spool 4, while the cross-sectional area of the passage windows C in the saddle 2 changes. The maximum angle of rotation of the spool is 90 degrees. In the "closed" position, the disk spool 4 completely covers the access windows C in the saddle two 2. In the "open" position, the access windows C are completely open.

Розвантажувальний пристрій працює наступним чином. с Під час регулювання витрати робочого середовища золотник 4 повертається, при цьому зміна площі вікон ЗThe unloading device works as follows. c When adjusting the flow rate of the working medium, the spool 4 turns, while the area of the windows changes

Фіг.2, З, які він перекриває, компенсується площею проміжної камери 12 Фіг.1, 4, тиск в якій завжди дорівнює тиску в зливній порожнині 11 Фіг.1. В результаті цього зусилля притискання золотника 4 до сідла 2, Фіг.1 во пропорційне площі вікон З та різниці тисків в напірній 14 і зливній 11 порожнинах клапана, залишається в оптимальному співвідношенні з силою розвантаження, яка пропорційна діаметру розвантажувальної камери 9Fig. 2, C, which it overlaps, is compensated by the area of the intermediate chamber 12 Fig. 1, 4, the pressure in which is always equal to the pressure in the drain cavity 11 Fig. 1. As a result of this, the force of pressing the spool 4 to the seat 2, Fig. 1 is proportional to the area of the windows C and the pressure difference in the pressure 14 and drain 11 cavities of the valve, remains in an optimal relationship with the unloading force, which is proportional to the diameter of the unloading chamber 9

Фіг1.Fig1.

Таким чином забезпечується оптимальне зусилля притискання золотника 4 до сідла 2 навіть коли клапан повністю відкритий. б5In this way, the optimal force of pressing the spool 4 against the seat 2 is ensured even when the valve is fully open. b5

Claims

Formulation of the invention Regulating disc valve with an unloading device, in the body of which there is a removable stationary 2 valve with peripheral profiled passage windows and a central channel, which is in contact with a spool made with cutouts, a through central longitudinal hole and connected to a spindle, on the sealing surface sector grooves are made in the spool, forming, together with the surface of the seat, an intermediate chamber connected to the central channel of the seat, while a cover and a cylinder are fixed on the body, in which a piston is installed, which is inseparably connected to the spool and forms an unloading chamber with the cylinder, 70 connected with a drain cavity, which is distinguished by the fact that on both ends of the spindle, intermediate elements are installed coaxially with it, with mutually perpendicular grooves or protrusions made on the ends, a spring is coaxially installed in the spool on the side of the spindle, a sleeve with central and side holes is installed between the spool and the seat, and between the piston and dis where stiffening elements are placed on the periphery of the spool. that 2 (o) (ze) (o) (ze) e

- and? - (95) se) (95) 3e) 60 b5