RU2255262C1

RU2255262C1 - Stop control valve

Info

Publication number: RU2255262C1
Application number: RU2003133672/06A
Authority: RU
Inventors: А.Н. Коблев (RU); А.Н. Коблев; В.Г. Миронцев (RU); В.Г. Миронцев
Original assignee: Открытое акционерное общество "НПО "Промавтоматика"
Priority date: 2003-11-18
Filing date: 2003-11-18
Publication date: 2005-06-27
Also published as: RU2003133672A

Abstract

FIELD: valving.

SUBSTANCE: stop control valve comprises housing with inlet and outlet passages. The housing receives two valve gates which are connected with the rod. The rod is set in motion by a drive. The first valve gate is a relief one and is made of a step rode with the rest and sealing surface at its end. The step rod is set in the through step opening provided in the housing and defines a hydraulic space with the housing. The inlet passage receives the end of the rod provided with the step of greater diameter. The step rod is mounted for permitting axial movement and its locking at the end positions. The end of the step rod with the rest and sealing surface is mounted coaxially inside the second control valve. At one end position, the end of the rod cooperates with the sealing member of the control valve and overlaps its relief port. The control valve is provided with the sealing surface and mounted in the seat with the sealing member. The seat is piping and is provided with openings arranged upstream of the sealing member. The inner diameter of the piping section of the seat upstream of the sealing member is mating with the outer diameter of the control valve. The valve is mounted for permitting axial movement by the rest of the step rod along the piping section of the seat of the sealing member. The central section of the housing is provided with radial opening which receives the piston with the rod. The under-piston space of the radial opening is filled with a fluid (oil) and is connected with the hydraulic space through the passage. The rod is mounted for permitting the co-operation with the piston rod. The housing is provided with openings. The passage is connected with the outlet passage through the openings when the control valve is open.

EFFECT: simplified structure and enhanced reliability.

2 dwg

Description

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, а именно к отключающим устройствам с запорным элементом, совершающим скользящее движение вдоль седловой поверхности, имеющей форму поверхности тел вращения, и может быть использовано для установки на технологических линиях газовых промыслов для перекрытия и регулирования расхода транспортируемой среды.The invention relates to pipe fittings, and in particular to disconnecting devices with a locking element that makes a sliding motion along a saddle surface having the shape of the surface of bodies of revolution, and can be used for installation on gas production lines for shutting off and controlling the flow rate of the transported medium.

Известно запорно-регулирующее устройство, в корпусе которого с проходным отверстием в седле установлены плоский шибер с уплотнительными поверхностями и отверстием и поворотной запорный элемент, фиксируемый в открытом положении, причем поворотный запорный элемент установлен вне зоны проходного отверстия, а уплотнительные поверхности шибера и седла герметизированы на всем диапазоне регулирования, при этом шток снабжен охватывающей его ступенчатой втулкой, установленной с возможностью осевого перемещения и фиксации ее в крайних положениях, причем на ступени меньшего диаметра выполнен паз, а поворотный запорный орган установлен с возможностью взаимодействия с указанным пазом (а.с. №1203295, МКП 4 кл. F 16 К 3/00, приор. 05.07.84 г.).A locking and regulating device is known, in the housing of which a flat gate with sealing surfaces and a hole and a rotary locking element fixed in the open position are installed with a passage opening in the saddle, the rotary locking element being installed outside the zone of the passage opening, and the sealing surfaces of the gate and saddle are sealed on the entire control range, while the rod is equipped with a stepped sleeve enclosing it, mounted with the possibility of axial movement and fixing it in extreme positions at the steps of a smaller diameter, a groove is made, and a rotary locking element is installed with the possibility of interaction with the specified groove (AS No. 1203295, MKP 4 class F 16 K 3/00, prior. 05.07.84).

Известно запорно-регулирующее устройство, содержащее корпус с входным и выходным каналами и седло с отверстием, в котором установлены управляемые воздействием передвижного штока, соединенного с приводом, регулирующий затвор в виде плоского шибера с отверстием и уплотнительными поверхностями и поворотный запорный затвор, связанный со штоком и представляющий собой две заслонки, одна из которых - глухая с уплотнительной поверхностью, другая - разгрузочная с уплотнительной поверхностью и отверстием (патент СССР №1753142 А2, кл. F 16 K 3/00, 07.08.92).Known locking and regulating device containing a housing with input and output channels and a saddle with a hole in which are installed controlled by the action of a movable rod connected to the actuator, regulating the shutter in the form of a flat gate with a hole and sealing surfaces and a rotary shutter associated with the rod and consisting of two flaps, one of which is blind with a sealing surface, the other is discharge with a sealing surface and a hole (USSR patent No. 1753142 A2, class F 16 K 3/00, 08/07/92).

Недостатком этих задорно-регулирующих устройств является сложность поворотного запорного органа, снижающая надежность его работы.The disadvantage of these provocatively-regulating devices is the complexity of the rotary locking element, which reduces the reliability of its operation.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков, выбранным в качестве прототипа, является клапан запорно-регулирующий, содержащий корпус с входным и выходным каналами, в котором размещены два затвора: регулирующий, соединенный со штоком, перемещаемым приводом, и запорный, связанный со штоком, при этом клапан снабжен дополнительным затвором, седло которого закреплено в нижней части корпуса соосно со штоком, а запорный затвор выполнен тарельчатым, размещен на полом удлинении штока ниже регулирующего затвора по ходу потока среды и его седло закреплено в корпусе соосно со штоком, причем в полом удлинении штока выполнены радиальные отверстия, расположенные над тарельчатым затвором (патент РФ №2162179, 7 МПК F 16 K 1/44, 22.05.2000 г.).The closest set of essential features selected as a prototype is a shut-off and control valve, comprising a housing with input and output channels, in which there are two shutters: a control valve connected to a rod, a movable actuator, and a shut-off valve connected to the rod, while the valve is equipped with an additional valve, the seat of which is fixed in the lower part of the body coaxially with the stem, and the locking valve is disk-shaped, placed on the hollow stem extension below the control valve in the direction of the medium flow and its saddle is fixed in the housing coaxially with the stem, and in the hollow extension of the stem there are made radial holes located above the poppet valve (RF patent No. 2162179, 7 IPC F 16 K 1/44, 05/22/2000).

Недостатком клапана запорно-регулирующего является сложность конструкции, обусловленная наличием трех затворов: одного регулирующего и двух запорных, причем клапан не является проходным, что также усложняет его монтаж на трубопроводе.The disadvantage of a shut-off and control valve is the design complexity due to the presence of three gates: one control and two shut-off valves, and the valve is not a check valve, which also complicates its installation on the pipeline.

Задача, достигаемая изобретением, состоит в том, чтобы создать такое техническое решение, при использовании которого упрощалась бы конструкция клапана, чтобы он был проходным и прямоточным, а также повышалась надежность его работы.The problem achieved by the invention is to create such a technical solution, which would simplify the design of the valve so that it was straight-through and straight-through, as well as increase the reliability of its operation.

Для достижения названного технического результата в корпусе клапана запорно-регулирующего с входным и выходным каналами размещены два затвора, связанные с штоком, перемещаемым приводом.To achieve the named technical result, two shutters are placed in the valve body of the shut-off-regulating valve with input and output channels, connected with a rod moved by the drive.

Заявляемый клапан запорно-регулирующий отличается от прототипа тем, что первый затвор - разгрузочный выполнен в виде ступенчатого штока с упором и уплотнительной поверхностью на конце, расположенного в сквозном осевом ступенчатом, сопрягаемом с ним, отверстии корпуса и образующего с последним гидравлическую полость, при этом его начало со ступенью большего диаметра расположено во входном канале, причем ступенчатый шток установлен с возможностью осевого перемещения и фиксации его в крайних положениях, при этом конец ступенчатого штока с упором и уплотнительной поверхностью расположен соосно внутри второго - запорно-регулирующего затвора и в одном крайнем положении взаимодействует с уплотнительным элементом и перекрывает разгрузочное отверстие в запорно-регулирующем затворе, который выполнен с уплотнительной поверхностью и размещен в седле с уплотнительным элементом, выполненном трубчатым с отверстиями, расположенными до уплотнительного элемента по ходу потока среды, а внутренний диаметр трубчатой части седла до уплотнительного элемента сопрягается с наружным диаметром запорно-регулирующего затвора, причем последний установлен с возможностью осевого перемещения упором ступенчатого штока вдоль трубчатой части седла от уплотнительного элемента, при этом в центральной части корпуса выполнено радиальное отверстие с расположенным в нем поршнем с штоком, подпоршневая полость которого заполнена жидкостью (маслом) и соединена каналом с гидравлической полостью, а шток установлен с возможностью взаимодействия с штоком поршня, при этом в корпусе выполнены отверстия, через которые входной канал соединяется с выходным при открытом запорно-регулирующем затворе.The inventive shut-off valve differs from the prototype in that the first shutter-unloading shutter is made in the form of a stepped rod with an emphasis and a sealing surface at the end located in a through axial step, interfaced with it, the housing opening and forming a hydraulic cavity with the latter, while the beginning with a step of a larger diameter is located in the input channel, and the stepped rod is mounted with the possibility of axial movement and fixing it in extreme positions, while the end of the stepped rod with a stop and a sealing surface, it is located coaxially inside the second locking and regulating shutter and in one extreme position interacts with the sealing element and overlaps the discharge opening in the locking and regulating shutter, which is made with a sealing surface and placed in the saddle with a sealing element made of tubular with holes located to the sealing element along the medium flow, and the inner diameter of the tubular part of the saddle to the sealing element mates with the outer with a shutter-regulating shutter ameter, the latter being installed with the possibility of axial movement by focusing the stepped rod along the tubular part of the seat from the sealing element, while in the central part of the housing there is a radial hole with a piston with a rod located in it, the piston cavity of which is filled with liquid (oil) and connected by a channel with a hydraulic cavity, and the rod is installed with the possibility of interaction with the piston rod, while in the housing there are holes through which the input channel is connected is Busy with output at the open shut-off control valve.

Предлагаемое изобретение изображено на чертеже, где на фиг.1 изображен продольный разрез клапана в закрытом положении, на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.The present invention is shown in the drawing, in which Fig. 1 shows a longitudinal section of the valve in the closed position, Fig. 2 is a section along AA in Fig. 1.

Клапан содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами. В корпусе размещены два затвора, связанные с штоком 4, управляемым приводом 5.The valve comprises a housing 1 with input 2 and output 3 channels. In the housing there are two shutters associated with the rod 4, controlled by the actuator 5.

Первый затвор - разгрузочный выполнен в виде ступенчатого штока 6 с упором 7 и уплотнительной поверхностью 8 на конце 9. Ступенчатый шток расположен в сквозном осевом ступенчатом, сопрягаемом с ним, отверстии 10 корпуса и образует с корпусом гидравлическую полость 11, при этом его начало 12 со ступенью 13 большего диаметра расположено во входном канале корпуса. Ступенчатый шток установлен с возможность осевого перемещения, а его подвижность ограничена крайними положениями перемещения.The first shutter-unloading shutter is made in the form of a stepped rod 6 with a stop 7 and a sealing surface 8 at the end 9. The stepped rod is located in the through hole 10 of the housing through the axial stepped, interfaced with it, and forms a hydraulic cavity 11 with the housing, with its beginning 12 step 13 of a larger diameter is located in the input channel of the housing. The stepped rod is installed with the possibility of axial movement, and its mobility is limited by the extreme positions of movement.

Конец ступенчатого штока с упором и уплотнительной поверхностью расположен соосно внутри второго - запорно-регулирующего затвора 14 (в сборе) с уплотнительным элементом 15, разгрузочным отверстием 16 и уплотнительной поверхностью 17. В одном крайнем положении ступенчатый шток взаимодействует своей уплотнительной поверхностью с уплотнительным элементом и перекрывает разгрузочное отверстие, а в другом крайнем положении упором прижимает запорно-регулирующий затвор к корпусу.The end of the stepped rod with a stop and a sealing surface is located coaxially inside the second locking and regulating shutter 14 (assembled) with a sealing element 15, a discharge opening 16 and a sealing surface 17. In one extreme position, the stepped rod interacts with its sealing surface with the sealing element and overlaps an unloading hole, and in the other extreme position, presses the stop-regulating lock against the housing with emphasis.

Запорно-регулирующий затвор размещен в седле 18 с уплотнительным элементом 19, выполненным трубчатым, с отверстиями 20, расположенными до уплотнительного элемента по ходу потока транспортируемой среды. Внутренний диаметр трубчатой части седла до уплотнительного элемента и наружный диаметр запорно-регулирующего затвора выполнены сопрягаемыми. Запорно-регулирующий затвор установлен с возможностью осевого перемещения ступенчатым штоком вдоль трубчатой части седла от уплотнительного элемента.The locking and regulating valve is located in the seat 18 with a sealing element 19 made of tubular, with holes 20 located up to the sealing element along the flow of the transported medium. The inner diameter of the tubular part of the saddle to the sealing element and the outer diameter of the locking-regulating valve are interfaced. The locking and regulating shutter is installed with the possibility of axial movement by a stepped rod along the tubular part of the seat from the sealing element.

В центральной части корпуса выполнено радиальное отверстие 21 с расположенным в нем поршнем 22 с штоком 23, подпоршневая полость 24 которого заполнена жидкостью (маслом) и соединена каналом 25 с гидравлической полостью, а шток установлен с возможностью взаимодействия с штоком поршня.In the central part of the housing there is a radial hole 21 with a piston 22 located therein with a rod 23, a piston cavity 24 of which is filled with liquid (oil) and connected by a channel 25 to a hydraulic cavity, and the rod is installed with the possibility of interaction with the piston rod.

В корпусе выполнены отверстия 26, соединяющие входной и выходной каналы при открытом запорно-регулирующем затворе.Holes 26 are made in the housing, connecting the input and output channels with the shut-off and regulating shutter open.

Клапан работает следующим образом. В исходном положении (закрыто) шток 4 находится в крайнем верхнем положении, как и поршень 22 с штоком 23. Ступенчатый шток 6 под действием давления транспортируемой среды из-за разных эффективных площадей сечения на торцах своей уплотнительной поверхностью 8 прижимается к уплотнительному элементу 15 запорно-регулирующего затвора 14, герметично перекрывая разгрузочное отверстие 16.The valve operates as follows. In the initial position (closed), the rod 4 is in its highest position, as is the piston 22 with the rod 23. The stepped rod 6 is pressed against the sealing element 15 by the sealing surface 8, due to different effective cross-sectional areas at the ends, with its sealing surface 8 control shutter 14, tightly blocking the discharge opening 16.

Запорно-регулирующий затвор 14 под действием давления транспортируемой среды своей уплотнительной поверхностью 17 прижимается к уплотнительному элементу 19 седла 18, герметично перекрывая поток транспортируемой среды из входного канала 2 в выходной 3.The locking and regulating shutter 14 is pressed against the sealing element 19 of the seat 18 under the action of the pressure of the transported medium by its sealing surface 17, hermetically blocking the flow of the transported medium from the inlet channel 2 to the outlet 3.

При необходимости открытия клапана и регулирования расхода транспортируемой среды подают соответствующий сигнал на привод 5, который начинает перемещать шток 4 вниз. В свою очередь шток 4 перемещает шток 23 с поршнем 22 вниз с усилием, создающим давление в поршневой полости 24, значительно превышающим давление транспортируемой среды и позволяющим переместить ступенчатый шток 6 от уплотнительного элемента 15 запорно-регулирующего затвора 14, открывая разгрузочное отверстие 16 для прохода среды, находящейся над запорно-регулирующим затвором 14 для его разгрузки. При дальнейшем движении ступенчатый шток 6 упором 7 упирается в запорно-регулирующий затвор 14 (в сборе) и перемещает его вдоль трубчатой части седла 18 от уплотнительного элемента 19, открывая проход транспортируемой среде из входного 2 канала через отверстие 26 и далее через отверстия 20 трубчатой части седла 18 в выходной 3 канал.If necessary, open the valve and regulate the flow rate of the transported medium, provide a corresponding signal to the actuator 5, which begins to move the rod 4 down. In turn, the rod 4 moves the rod 23 with the piston 22 down with a force that creates pressure in the piston cavity 24, significantly higher than the pressure of the transported medium and allows you to move the stepped rod 6 from the sealing element 15 of the shut-off and shutter valve 14, opening the discharge opening 16 for passage of the medium located above the locking and regulating shutter 14 for its discharge. With further movement, the stepped rod 6 with an emphasis 7 abuts against the locking and regulating shutter 14 (assembled) and moves it along the tubular part of the seat 18 from the sealing element 19, opening the passage of the transported medium from the input 2 channel through the hole 26 and then through the holes 20 of the tubular part saddles 18 in the output 3 channel.

Регулирование расхода транспортируемой среды осуществляется перемещением штока 4 до необходимого положения и его остановкой. Каждому положению штока 4 соответствует определенное положение запорно-регулирующего затвора 14, обеспечивающее соответствующий расход транспортируемой среды через отверстия 20 седла 18.The flow rate of the transported medium is carried out by moving the rod 4 to the desired position and stop it. Each position of the rod 4 corresponds to a certain position of the shutter-regulating shutter 14, which ensures the corresponding flow rate of the transported medium through the holes 20 of the saddle 18.

При необходимости перекрытия потока транспортируемой среды подают соответствующий сигнал на привод 5, который начинает перемещать шток 4 вверх в крайнее верхнее положение. В результате давление в подпоршневой полости 24 и связанной с ней каналом 25 гидравлической полости 11 падает, в результате чего ступенчатый шток 6 под действием давления транспортируемой среды из-за разных эффективных площадей сечения на торцах начинает перемещаться к уплотнительному элементу 15 запорно-регулирующего затвора 14, закрывая разгрузочное отверстие 16 и перемещая запорно-регулирующий затвор 14 к уплотнительному элементу 19 седла 18. Совместное перемещение ступенчатого штока 6 и запорно-регулирующего затвора 14 продолжается до тех пор, пока запорно-регулирующий затвор 14 своей уплотнительной поверхностью 17 не достигает уплотнительного элемента 19 седла 18, герметично перекрывая его, а ступенчатый шток 6 своей уплотнительной поверхностью 8 опустится на уплотнительный элемент 15, герметично перекрывая разгрузочное отверстие 16 запорно-регулирующего затвора 14. Данное положение ступенчатого штока 6 соответствует крайнему верхнему положению штока 4, при этом поршень 22 с штоком 23 также займут свое крайнее верхнее положение.If it is necessary to shut off the flow of the transported medium, a corresponding signal is supplied to the actuator 5, which starts to move the rod 4 up to its highest position. As a result, the pressure in the sub-piston cavity 24 and the hydraulic cavity 11 connected to it by the channel 25 drops, as a result of which the stepped rod 6, under the influence of the pressure of the transported medium, begins to move to the sealing element 15 of the shutter-control valve 14 due to different effective cross-sectional areas, closing the discharge opening 16 and moving the locking and regulating shutter 14 to the sealing element 19 of the seat 18. The joint movement of the stepped rod 6 and the locking and regulating shutter 14 continues until Oh, until the locking and regulating shutter 14 with its sealing surface 17 reaches the sealing element 19 of the seat 18, sealing it, and the stepped rod 6 with its sealing surface 8 will fall on the sealing element 15, hermetically blocking the discharge opening 16 of the locking and regulating shutter 14. This the position of the stepped rod 6 corresponds to the extreme upper position of the rod 4, while the piston 22 with the rod 23 will also occupy their extreme upper position.

Благодаря упрощению конструкции клапана обеспечиваются прямоточность клапана и повышение надежности его работы.By simplifying the design of the valve, the valve is straightforward and its reliability is improved.

Claims

Клапан запорно-регулирующий, в корпусе которого с входным и выходным каналами размещены два затвора, связанные с штоком, перемещаемым приводом, отличающийся тем, что первый затвор - разгрузочный - выполнен в виде ступенчатого штока с упором и уплотнительной поверхностью на конце, расположенного в сквозном осевом ступенчатом, сопрягаемом с ним отверстии корпуса, и образующего с последним гидравлическую полость, при этом его начало со ступенью большего диаметра расположено во входном канале, причем ступенчатый шток установлен с возможностью осевого перемещения и фиксации его в крайних положениях, при этом конец ступенчатого штока с упором и уплотнительной поверхностью расположен соосно внутри второго - запорно-регулирующего - затвора и в одном крайнем положении взаимодействует с уплотнительным элементом и перекрывает разгрузочное отверстие в запорно-регулирующем затворе, который выполнен с уплотнительной поверхностью и размещен в седле с уплотнительным элементом, выполненным трубчатым с отверстиями, расположенными до уплотнительного элемента по ходу потока среды, а внутренний диаметр трубчатой части седла до уплотнительного элемента сопрягается с наружным диаметром запорно-регулирующего затвора, причем последний установлен с возможностью осевого перемещения упором ступенчатого штока вдоль трубчатой части седла от уплотнительного элемента, при этом в центральной части корпуса выполнено радиальное отверстие с расположенным в нем поршнем с штоком, подпоршневая полость которого заполнена жидкостью (маслом) и соединена каналом с гидравлической полостью, а шток установлен с возможностью взаимодействия с штоком поршня, при этом в корпусе выполнены отверстия, через которые входной канал соединяется с выходным при открытом запорно-регулирующем затворе.The shut-off and control valve, in the case of which two shutters are placed with an input and output channels, connected with a rod, a movable actuator, characterized in that the first shutter - unloading - is made in the form of a stepped rod with a stop and a sealing surface at the end located in the through axial a stepped, mating hole in the housing, and forming a hydraulic cavity with the latter, while its beginning with a step of a larger diameter is located in the inlet channel, and the stepped rod is installed with the possibility of axial displacement and fixing it in extreme positions, while the end of the stepped rod with a stop and a sealing surface is located coaxially inside the second shut-off-control shutter and in one extreme position interacts with the sealing element and overlaps the discharge opening in the shut-off-control shutter, which made with a sealing surface and placed in the saddle with a sealing element made tubular with holes located up to the sealing element along the medium flow, and the inner diameter of the tubular part of the saddle to the sealing element is mated to the outer diameter of the locking and regulating shutter, the latter being installed with the possibility of axial movement by the emphasis of the stepped rod along the tubular part of the saddle from the sealing element, with a radial hole with a piston located in it rod, the piston cavity of which is filled with liquid (oil) and is connected by a channel to the hydraulic cavity, and the rod is installed with the possibility of interaction with a piston rod, while in the case holes are made through which the input channel is connected to the output with the shut-off and regulating shutter open.