UA50012A

UA50012A - Protective valve

Info

Publication number: UA50012A
Application number: UA99105801A
Authority: UA
Inventors: Олег Петрович Девякович; Вячеслав Васильович Пилипець; Лев Іссахарович Лейбович; Лев Иссахарович Лейбович; Микола Володимирович Корчевський; Николай Владимирович Корчевский
Original assignee: Товариство З Обмеженою Відповідальністю "Науково-Виробнича Фірма "Рецикл"
Priority date: 1999-10-25
Filing date: 1999-10-25
Publication date: 2002-10-15

Abstract

A valve relates to fittings building, and can be used in machine-building, gas, chemical and other areas of industry, as a device for protecting nodes of installations under high and ultra-high pressure. The valve has a body, in which there is a shutoff body, comprising of installed in concentric positions moving bushings. Between the bushings sealing element is placed. Bushes are separately connected to the springs of pressing those to the saddle. Spring of the inner bushing is placed in through reboring of the housing under the saddle, connected to its bushing through a rod, placed in coaxial position with respect to the shutoff body, and made with rigidity overcoming rigidity of the spring of the outer bushing. This makes it possible to achieve initial separation from the saddle of the inner bushing under over-pressure of working medium, this decreases differential of the valve operation.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до арматуробудування и може бути використаний в машинобудівній, газовій, хімічній та 2 других галузях промисловості в якості пристрою для захисту посудин, трубопроводів, вузлів установок, що знаходяться під високим та надвисоким тиском, від руйнування в випадках перевищення допустимого внутрішнього тиску робочого середовища.The invention relates to valve construction and can be used in machine-building, gas, chemical and 2 other industries as a device for protecting vessels, pipelines, units of installations under high and ultra-high pressure from destruction in cases of exceeding the permissible internal pressure of the working medium.

З авторського свідоцтва СРСР Мо 956882, кл. Е16К1/46, 1981р. відома конструкція клапаного пристрою, в корпусі якого розміщено взаємодіючий з сідлом запірний орган, який містить концентрично розташовані рухомі 70 втулки з розміщеним між ними ущільнюючим еластичним елементом. Така конструкція забезпечує збільшення контактних напруг в зоні сполучення ущільнюючої пари, а також перешкоджає витискуванню елемента в зазор між сідлом та корпусом запобіжного клапана.From the author's certificate of the USSR Mo 956882, cl. E16K1/46, 1981 known design of the valve device, in the body of which there is a locking body interacting with the seat, which contains concentrically located movable bushings 70 with a sealing elastic element placed between them. This design ensures an increase in contact voltages in the area of the sealing pair connection, and also prevents the element from being squeezed into the gap between the seat and the safety valve body.

В той же час відомий клапан незадовільно працює при великих перепадах тиску, вельми чутливий до вібрацій та потребує високої точності виготовлення. Крім того конструкція має порівняно великий диференціал 72 спрацювання.At the same time, the known valve works unsatisfactorily with large pressure drops, is very sensitive to vibrations and requires high manufacturing accuracy. In addition, the design has a relatively large differential 72 actuation.

Найбільш близьким до запропонованого пристрою по технічній суті і досягаємому результату є запобіжний клапан по авторському свідоцтву СРСР Мо 1086274, кл. Е16К25/00, публікація 1984р., котрий, як більш досконала конструкція, розглядається в якості прототипу заявляємого винаходу. Такий клапан містить розташований в корпусі запірний орган, включаючий концентрично розташовані рухомі втулки, між якими міститься ущільнюючий елементі котрі індивідуально зв'язані з пружинами їх підтискування до сідла. Приведені ознаки прототипу є схожими з ознаками, які входять в сукупність істотних ознак, що характеризують заявляємий винахід.The closest to the proposed device in terms of technical essence and the achievable result is the safety valve according to the author's certificate of the USSR Mo 1086274, cl. E16K25/00, published in 1984, which, as a more advanced design, is considered as a prototype of the claimed invention. Such a valve contains a locking body located in the body, including concentrically located movable bushings, between which there is a sealing element that is individually connected to the springs of their compression to the seat. The given features of the prototype are similar to the features that are included in the set of essential features characterizing the claimed invention.

Втулки відомого клапана забезпечені розташованими похило до поверхні сідла пружно деформуємими ластами, утвореними двома конічними поверхнями з вершиною, зверненою до поверхні сідла.Bushes of the known valve are equipped with elastically deformable fins located obliquely to the surface of the seat, formed by two conical surfaces with the top facing the surface of the seat.

Наявність ластів дає змогу втулкам при відході від сідла змінювати свою геометрію, тобто кут нахилу ластів до поверхні сідла. Це сприяє випереджуєчому відводу ущільнюючого елемента від сідла, в результаті « чого в ньому не виникають руйнівні знакоперемінні напруги.The presence of fins allows the bushings to change their geometry when moving away from the saddle, i.e. the angle of inclination of the fins to the surface of the saddle. This contributes to the advance removal of the sealing element from the seat, as a result of which destructive alternating voltages do not arise in it.

Описаний клапан може довгий час працювати при великих перепадах тиску. Він малочутливий до вібрації, так як його конструкція компенсує виникнення перекосів та деформацій.The described valve can work for a long time with large pressure drops. It is not very sensitive to vibration, as its design compensates for distortions and deformations.

Між тим поліпшенню експлуатаційно - технічних показників відомого клапана - прототипу перешкоджають такі сч причини: «-- виконання втулок клапана з пружно деформуємими ластами пов'язано з підвищеними вимогами до механічних властивостей та точності їх виготовлення, що негативно впливає на трудоємкість виробництва о пристрою; о наявність пружно деформуємих ласт у втулках потребує збільшення розмірів запірного органа, що приводить до примусового розширення зони перед сідлом пристрою, а відповідно і до зменшення значення закривання о клапана, зумовлюючи великі втрати робочого середовища з запираємого об'єму; виходячи з діючих технологічних допусків на виготовлення рухомих втулок та пружин в запірному органі об'єкта - прототипу, неможливо досягнути однакової дії робочого середовища на рухомі втулки, які взаємодіють « з пружинами різної пружності, в силу чого надійність роботи запобіжного клапана залишає бажати кращого. З 70 Іншими словами, останні дві причини приводять до того, що диференціал спрацювання запобіжного клапана - с прототипу може, що найменше в чотири рази перевищувати оптимальне теоретичне значення. з» В основу винаходу поставлена задача шляхом вдосконалення запобіжного клапану, внесенням змін у конструкцію запірного органу і узгодженою з цим зміною розташування його елементів у корпусі забезпечити зменшення диференціала спрацювання пристрою.Meanwhile, the improvement of the operational and technical indicators of the known prototype valve is hindered by the following reasons: "-- the implementation of valve sleeves with elastically deformable fins is associated with increased requirements for mechanical properties and the accuracy of their manufacture, which negatively affects the labor intensity of the device's production; o the presence of elastically deformable fins in the bushings requires an increase in the size of the closing body, which leads to the forced expansion of the zone in front of the seat of the device, and, accordingly, to a decrease in the closing value o of the valve, causing large losses of the working medium from the closing volume; based on the current technological tolerances for the manufacture of movable bushings and springs in the closing body of the prototype object, it is impossible to achieve the same effect of the working environment on the movable bushings that interact with springs of different elasticity, due to which the reliability of the safety valve leaves much to be desired. With 70 In other words, the last two reasons lead to the fact that the operating differential of the safety valve - from the prototype can exceed the optimal theoretical value by at least four times. z" The invention is based on the task of improving the safety valve, making changes to the design of the shut-off body and changing the arrangement of its elements in the body in accordance with this, to ensure a reduction in the device's operating differential.

Рішення поставленої задачі досягається завдяки, тому що запобіжний клапан, у корпусі якого знаходиться, і-й як і в об'єкті - прототипі, запірний орган, що включає концентрично розташовані рухомі втулки, між котрими ав | міститься ущільнюючий елемент, і котрі індивідуально зв'язані з пружинами їх підтиску до сідла, відрізняється від об'єкту - прототипу тим, що пружина внутрішньої втулки розміщена у прохідній проточці корпуса під сідлом, о зв'язана зі своєю втулкою через шток, розміщений коаксільно запірному органу, і виконана з жорсткістю, яка - 20 перевищує жорсткість пружини зовнішньої втулки на величину, що дозволяє першочергове відокремлення від сідла внутрішньої втулки під надмірним тиском робочого середовища. їз Ознаки вказаної відмінності у сукупності з ознаками, що являються схожими для відомого і заявляємого пристрою дозволяють при реалізації останнього вирішити поставлену задачу.The solution to the given problem is achieved due to the fact that the safety valve, in the body of which there is, as well as in the prototype object, a closing body, which includes concentrically located movable bushings, between which av | contains a sealing element, and which are individually connected to the springs of their pressure to the saddle, differs from the object - the prototype in that the spring of the inner sleeve is located in the passage groove of the body under the saddle, and is connected to its sleeve through a rod placed coaxially locking body, and made with a stiffness that is 20 times greater than the stiffness of the spring of the outer bushing by an amount that allows primary separation from the seat of the inner bushing under excessive pressure of the working medium. The signs of the indicated difference in combination with the signs that are similar for the known and claimed device allow solving the task when implementing the latter.

Розміщення пружини внутрішньої втулки в проходній проточці корпуса клапана під сідлом сприяє поліпшенню 25 газодинамічних характеристик пристрою. Це виявляється, головним чином, в сталому підтриманні тиску перед в. запірним органом при видатках робочого середовища, що підтверджено дослідною перевіркою конструкції. В той же час зв'язок цієї пружини зі своєю втулкою через шток, розташований коаксильно запірному органу, вдало вписується в пристрій, і є одночасно ефективним направляючим засобом для рухомих втулок.Placement of the spring of the inner sleeve in the passage groove of the valve body under the seat contributes to the improvement of 25 gas-dynamic characteristics of the device. This is manifested, mainly, in the steady maintenance of pressure in front of the shut-off body at the expense of the working environment, which was confirmed by experimental verification of the design. At the same time, the connection of this spring with its bushing through a rod located coaxially to the locking body fits well into the device, and is at the same time an effective guide for moving bushings.

Виконання пружини внутрішньої втулки з жорсткістю, перевищуючою жорсткість пружини зовнішньої втулки 60 на величину, допускаючої першочергове відокремлення від сідла внутрішньої втулки від надмірного тиску робочого середовища, забезпечує послідовність спрацювання втулок, дозволяє здійснити як економічне скидання середовища при невеликому підвищенню тиску, так і раціональне функціонування пристрою при повному видатку. Інакше кажучи, в одному пристрої реалізується властивість, виконуєма двома звичайними, настроєними на різні режими спрацювання запобіжними клапанами. бо Відсутність необхідності виконувати втулки клапана з пружно деформуємими ластами зменшує вимоги до їх механічних властивостей, що спрощує виготовлення пристрою. По тій же причині непотрібно збільшувати розміри запірного органа, викликаючі невиправдане розширення зони попереду сідла і, як слідство, зменшення значення закриття клапана, котре зв'язано з втратами робочого середовища з запираємого об'єму. В результаті в заявляємому пристрої усунені причини, перешкоджаючі зниженню диференціала його спрацювання.The design of the spring of the inner bushing with stiffness exceeding the stiffness of the spring of the outer bushing by 60, which allows primary separation from the seat of the inner bushing from the excessive pressure of the working medium, ensures the sequence of operation of the bushings, allows both economical reset of the medium with a slight increase in pressure, and rational functioning of the device at full cost. In other words, one device realizes the property performed by two ordinary safety valves configured for different operating modes. Because the absence of the need to make valve sleeves with elastically deformable fins reduces the requirements for their mechanical properties, which simplifies the manufacture of the device. For the same reason, it is unnecessary to increase the size of the closing body, which causes an unjustified expansion of the area in front of the seat and, as a consequence, a decrease in the closing value of the valve, which is associated with losses of the working medium from the closing volume. As a result, in the proposed device, the reasons preventing the reduction of the differential of its operation are eliminated.

Таким чином, ознаки сформульованої відмінності у сукупності з ознаками, що являються схожими для запропонованого та відомого пристрою - прототипу, дозволяють при використанні заявляємого винаходу досягнути описаного вище технічного результату. Тобто знаходяться з ним у причинно - слідчого зв'язку.Thus, the features of the formulated difference in combination with the features that are similar for the proposed and known device - prototype, make it possible to achieve the above-described technical result when using the claimed invention. That is, they are in a causal and investigative relationship with him.

Виходячи з цього можна стверджувати, що ознаки, які характеризують винахід, є істотними. 70 Винахід пояснюється за допомогою креслення (фіг.), яке ілюструє вид запобіжного клапану у повздовжньому розрізі.Based on this, it can be argued that the features characterizing the invention are essential. 70 The invention is explained with the help of a drawing (fig.), which illustrates a view of a safety valve in a longitudinal section.

Клапан має корпус 1, в якому розміщено запірний орган, включаючий концентрично розташовані втулки.The valve has a body 1, which houses a closing body, including concentrically located bushings.

Зовнішня втулка позначена позицією 2, а внутрішня - 3. В кільцевій порожнині між втулками 2 и З знаходиться ущільнюючий елемент 4 з еластичного матеріала. Втулки 2 и З виконані з можливістю незалежного одна від 7/5 одної пересування в напрямку вертикальної осі клапана і підтискування до сідла 5 посередництвом своїх пружин б и 7. Пружина 6 внутрішньої втулки З розміщена в проходній проточці 8 корпуса 1 під сідлом 5 і кінематично зв'язана зі своєю втулкою З через шток 9, розташований коаксильно запірному органу.The outer bushing is marked with position 2, and the inner bushing is marked with position 3. In the annular cavity between bushings 2 and 3, there is a sealing element 4 made of elastic material. Bushings 2 and Z are made with the possibility of moving independently of each other from 7/5 in the direction of the vertical axis of the valve and being pressed against the seat 5 by means of its springs b and 7. The spring 6 of the inner bushing Z is placed in the passage 8 of the body 1 under the seat 5 and is kinematically connected It is connected to its sleeve Z through the rod 9, which is located coaxially to the locking body.

Клапан працює таким чином.The valve works like this.

При досягненні в запираємому об'ємі тиску, перевищуючого тиск наладнання запобіжного клапана, внутрішня го втулка З запірного органа разом з еластичним ущільнюючим елементом 4, стискуючи пружину 6, першою відходить від сідла 5. При цьому пружина 7 утримує зовнішню втулку 2 притиснутою до сідла 5, що, однак, при виведеному з контакта з сідлом 5 еластичного елемента 4 не перешкоджає достатньо повільному витіканню робочого середовища з запираємого об'єму через нещільності між втулкою 2 и сідлом 5. Витікання робочого середовища організовано таким чином, щоб при невеликому перевищенні тиску в запираємому об'ємі над потрібним, зовнішня втулка 2 від сідла 5 не відходила. Коли тиск в запираємому об'ємі стає нижче установочного, то за рахунок дії пружини 6 внутрішня втулка З разом з еластичним ущільнюючим елементом 4 « входить в контакт з сідлом 5 і процес витікання робочого середовища з запираємого об'єму припиняється.When the pressure in the closed volume is reached, exceeding the pressure of the adjustment of the safety valve, the inner sleeve C of the closing body together with the elastic sealing element 4, compressing the spring 6, is the first to move away from the seat 5. At the same time, the spring 7 keeps the outer sleeve 2 pressed against the seat 5 , which, however, when the elastic element 4 is removed from contact with the seat 5, does not prevent a sufficiently slow outflow of the working medium from the closed volume due to leaks between the sleeve 2 and the seat 5. The outflow of the working medium is organized in such a way that with a slight excess of pressure in the closed volume volume above the required, the outer sleeve 2 did not move away from the saddle 5. When the pressure in the closed volume becomes lower than the set one, due to the action of the spring 6, the inner sleeve C together with the elastic sealing element 4 comes into contact with the seat 5 and the process of the outflow of the working medium from the closed volume is stopped.

У випадку, коли тиск у запираємому об'ємі значно перевищує установочний тиск, то, подолавши жорсткість пружин, послідовно відходить від сідла 5 внутрішня втулка З з еластичним елементом 4, та потім зовнішня с зо втулка 2. При цьому повільний процес витікання робочого середовища переходить у швидкий, до того часу, коли зусилля пружини 6 не врівноважить силу, діючу на шток за рахунок тиску в запираємому об'ємі. -In the case when the pressure in the closed volume significantly exceeds the set pressure, then, having overcome the stiffness of the springs, the inner sleeve C with the elastic element 4, and then the outer sleeve 2, successively departs from the saddle 5. At the same time, the slow process of the outflow of the working medium passes in fast, until the time when the force of the spring 6 does not balance the force acting on the rod due to the pressure in the closed volume. -

Таким чином, послідовне включення в роботу втулок регулює пропускну можливість запобіжного клапана, о даючи можливість виключити невиправдані втрати робочого середовища.Thus, the sequential inclusion of bushings in operation regulates the throughput of the safety valve, making it possible to exclude unjustified losses of the working medium.

Клапан може бути виготовлений в умовах сучасного машинобудівного виробництва. оThe valve can be manufactured in the conditions of modern machine-building production. at

ІС в)IC c)

Claims

The formula of the invention is a safety valve, in the body of which there is a closing body, which includes concentrically located "movable bushings, between which the sealing element is located, and which are individually connected with springs from pressing them to the seat, which is characterized by the fact that the spring of the inner bushing is placed in the passage groove of the body under the saddle, connected to its bushing through a rod placed coaxially to the locking body, and made with a stiffness that exceeds the stiffness of the spring of the outer bushing.

1 (c) (c) - 50 Ko)

R 60 b5