RU2552211C1 - Multi-purpose valve - Google Patents
Multi-purpose valve Download PDFInfo
- Publication number
- RU2552211C1 RU2552211C1 RU2014118189/06A RU2014118189A RU2552211C1 RU 2552211 C1 RU2552211 C1 RU 2552211C1 RU 2014118189/06 A RU2014118189/06 A RU 2014118189/06A RU 2014118189 A RU2014118189 A RU 2014118189A RU 2552211 C1 RU2552211 C1 RU 2552211C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- locking
- valve
- regulating
- regulating element
- shut
- Prior art date
Links
Landscapes
- Lift Valve (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области гидравлической аппаратуры, а именно к запорно-регулирующим клапанам, то есть клапанам, предназначенным для плавного регулирования расхода рабочей жидкости на участке между входным и выходным исполнительными каналами клапана от нуля (при полном перекрытии проходного сечения клапана) до соответствующего максимума (при открытии проходного сечения клапана на максимальную величину), и может быть использовано, в частности, в гидроприводах управления ковочными и штамповочными прессами.The invention relates to the field of hydraulic equipment, namely to shut-off and control valves, that is, valves designed to continuously regulate the flow of working fluid in the area between the inlet and outlet actuating channels of the valve from zero (with full closure of the valve through passage) to the corresponding maximum (when opening the valve cross section to the maximum value), and can be used, in particular, in hydraulic actuators for forging and stamping presses.
Известен запорно-регулирующий клапан, содержащий корпус с двумя исполнительными каналами, в расточке которого установлено седло с уплотнительной фаской и центральным проходным отверстием, соединенным с первым исполнительным каналом клапана, и размещен запорно-регулирующий элемент с соосными направляющей цилиндрической частью, запорной фаской, регулирующим хвостовиком и штоком, конец которого через уплотненное отверстие в крышке, герметично закрывающей корпус клапана и расположенной по отношению к запорно-регулирующему элементу со стороны, противоположной его седлу, выходит за пределы корпуса клапана, при этом запорно-регулирующий элемент установлен в корпусе с образованием со стороны его наружной боковой поверхности полости, соединенной со вторым исполнительным каналом клапана, и с образованием между поверхностями запорно-регулирующего элемента и крышки надклапанной полости, сообщенной с первым исполнительным каналом [1]. У запорно-регулирующего элемента указанного клапана кроме упомянутого верхнего штока, расположенного со стороны надклапанной полости и имеющего диаметр, меньший диаметра направляющей цилиндрической части запорно-регулирующего элемента, имеется нижний шток, расположенный со стороны первого исполнительного канала клапана и через уплотненное отверстие выходящий за пределы корпуса клапана. При этом диаметр верхнего штока запорно-регулирующего элемента выполнен меньше диаметра нижнего штока, и основные размеры запорно-регулирующего элемента, определяющие эффективные площади поверхностей, по которым рабочая жидкость действует на запорно-регулирующий элемент в его осевом направлении, имеют такие величины, при которых при фиксированном значении давления во втором исполнительном канале, выполняющем функцию входного, и любом значении давления из возможного диапазона его изменения в первом исполнительном канале клапана, являющемся выходным: 1) при закрытом проходном сечении клапана напряжения на поверхности контакта запорной фаски запорно-регулирующего элемента и уплотнительной фаски седла, создаваемые под действием силы давления рабочей жидкости на запорно-регулирующий элемент, являются достаточными для обеспечения герметичного разделения входного и выходного каналов клапана и в то же время не превосходят значение напряжений, допустимое из условия прочности контактирующих поверхностей; 2) при открытом проходном сечении клапана усилие, действующее на запорно-регулирующий элемент со стороны рабочей жидкости, является достаточным для перемещения запорно-регулирующего элемента в направлении седла до соприкосновения с ним (с преодолением соответствующих сил сопротивления).Known shut-off valve containing a housing with two actuating channels, in the bore of which is installed a seat with a sealing chamfer and a central bore connected to the first actuating channel of the valve, and a shut-off-regulating element with a coaxial guide cylindrical part, a locking chamfer, an adjusting shank and a rod, the end of which through a sealed hole in the cover, hermetically closing the valve body and located relative to the locking and regulating element with the side opposite to its seat extends beyond the valve body, while the locking-regulating element is installed in the housing with the formation of a cavity on the side of its external lateral surface connected to the second actuating channel of the valve, and with the formation between the surfaces of the locking-regulating element and the valve cover cavity communicated with the first Executive channel [1]. In addition to the above-mentioned upper rod located on the side of the supravalvular cavity and having a diameter smaller than the diameter of the cylindrical part of the locking-regulating element, the locking-regulating element of said valve has a lower rod located on the side of the first actuating channel of the valve and through the sealed hole extending outside the body valve. The diameter of the upper rod of the locking and regulating element is smaller than the diameter of the lower rod, and the main dimensions of the locking and regulating element, which determine the effective surface areas over which the working fluid acts on the locking and regulating element in its axial direction, have such values that a fixed value of pressure in the second Executive channel, which performs the function of the input, and any value of pressure from a possible range of its change in the first Executive channel of the valve, is output: 1) when the valve cross section is closed, the voltage on the contact surface of the locking chamfer of the locking-regulating element and the sealing facet of the seat, created under the action of the pressure of the working fluid on the locking-regulating element, are sufficient to ensure a tight separation of the valve inlet and outlet channels and at the same time, they do not exceed the value of stresses admissible from the condition of the strength of the contacting surfaces; 2) when the valve cross section is open, the force acting on the locking and regulating element from the side of the working fluid is sufficient to move the locking and regulating element in the direction of the seat until it comes into contact (with overcoming the corresponding resistance forces).
Регулирующий хвостовик запорно-регулирующего элемента известного клапана входит в центральное проходное отверстие седла, причем боковая поверхность регулирующего хвостовика спрофилирована таким образом, что обеспечивается высокая (с относительной погрешностью, не превышающей заданную допустимую величину δ) точность регулирования расхода рабочей жидкости посредством клапана во всем диапазоне изменения площади его проходного сечения.The regulating shank of the shut-off-regulating element of a known valve enters the central passage of the seat, and the lateral surface of the regulating shank is profiled in such a way that a high (with a relative error not exceeding the specified permissible value δ) accuracy of regulation of the flow rate of the working fluid through the valve over the entire variation range the area of its passage section.
Наличие в конструкции известного запорно-регулирующего клапана нижнего штока существенно увеличивает длину запорно-регулирующего элемента и размер в осевом направлении клапана в целом, усложняет изготовление запорно-регулирующего элемента (то есть снижает его технологичность), приводит к необходимости увеличения диаметра седла клапана для обеспечения необходимого максимального проходного сечения клапана. Изготовление профилированной поверхности регулирующего хвостовика является трудоемким процессом. Нижний шток, омываясь потоком рабочей жидкости при протекании ее через клапан, не только при прочих равных условиях уменьшает площадь проходного сечения для потока, но и совместно с регулирующим хвостовиком подвергается кавитационному износу, что снижает межремонтный срок службы клапана.The presence in the design of the known shut-off and control valve of the lower stem significantly increases the length of the shut-off and control element and the axial size of the valve as a whole, complicates the manufacture of the shut-off-control element (i.e., reduces its manufacturability), leads to the need to increase the diameter of the valve seat to provide the necessary maximum flow area of the valve. The manufacture of the profiled surface of the regulatory shank is a laborious process. The lower stem, washed by the flow of the working fluid when it flows through the valve, not only ceteris paribus, reduces the flow area for the flow, but, together with the regulating shank, undergoes cavitation wear, which reduces the overhaul life of the valve.
Таким образом, рассматриваемый запорно-регулирующий клапан характеризуется повышенными габаритными размерами и недостаточными технологичностью и межремонтным сроком службы, что является его недостатком.Thus, the shut-off and control valve in question is characterized by increased overall dimensions and insufficient manufacturability and overhaul life, which is its drawback.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является принятый в качестве прототипа запорно-регулирующий клапан, содержащий корпус с двумя исполнительными каналами, в расточке которого установлено седло с уплотнительной фаской и центральным проходным отверстием, соединенным с первым исполнительным каналом клапана, и размещен запорно-регулирующий элемент с соосными направляющей цилиндрической частью, запорной фаской, регулирующим хвостовиком и штоком, конец которого через уплотненное отверстие в крышке, герметично закрывающей корпус клапана и расположенной по отношению к запорно-регулирующему элементу со стороны, противоположной его седлу, выходит за пределы корпуса клапана, при этом запорно-регулирующий элемент установлен в корпусе с образованием со стороны его наружной боковой поверхности полости, соединенной со вторым исполнительным каналом клапана, с образованием между поверхностями запорно-регулирующего элемента и крышки надклапанной полости, сообщенной с первым исполнительным каналом, и с образованием между поверхностями запорно-регулирующего элемента и корпусных деталей дренажной полости, которая соединена с дренажным каналом [2].The closest in technical essence to the claimed object is a shut-off and control valve adopted as a prototype, comprising a body with two actuating channels, in the bore of which there is a seat with a sealing chamfer and a central bore connected to the first actuating channel of the valve, and a shut-off and control valve is located an element with a coaxial guide cylindrical part, a locking chamfer, an adjusting shank and a rod, the end of which is sealed through a sealed hole in the cover covering the valve body and located with respect to the locking and regulating element from the side opposite to its seat, extends beyond the valve body, while the locking and regulating element is installed in the body with the formation from the side of its outer side surface of the cavity connected to the second actuating channel of the valve , with the formation between the surfaces of the locking-regulating element and the cover of the valvular cavity in communication with the first Executive channel, and with the formation between the surfaces of the locking-regulating iruyuschego hull element and parts of the drainage chamber, which is connected with the drain channel [2].
При этом запорно-регулирующий элемент выполнен с жестко соединенным с ним поршнем. Одна из двух полостей, образованных этим поршнем с корпусом и крышкой клапана, является надклапанной, а другая дренажной. Основные размеры запорно-регулирующего элемента известного клапана, определяющие эффективные площади поверхностей, по которым рабочая жидкость действует на запорно-регулирующий элемент в его осевом направлении, обеспечивают достижение такого же эффекта, который был указан выше при рассмотрении запорно-регулирующего клапана по техническому решению [1].In this case, the locking and regulating element is made with a piston rigidly connected to it. One of the two cavities formed by this piston with a body and a valve cover is a supravalve, and the other is a drainage one. The main dimensions of the shut-off and control element of a known valve, which determine the effective surface area by which the working fluid acts on the shut-off and control element in its axial direction, ensure the achievement of the same effect that was indicated above when considering the shut-off and control valve according to the technical solution [1 ].
Регулирующий хвостовик запорно-регулирующего элемента известного клапана входит в центральное проходное отверстие седла. Его боковая поверхность спрофилирована из условия обеспечения во всем диапазоне изменения площади проходного сечения клапана относительной погрешности регулирования расхода, не превышающей заданную допустимую величину δ.The regulating shank of the locking element of the known valve enters the central passage of the seat. Its lateral surface is profiled from the condition of providing, in the entire range of changes in the area of the valve passage area, a relative flow control error not exceeding a predetermined allowable value δ.
Наличие в составе известного запорно-регулирующего клапана дополнительного поршня влечет за собой усложнение его конструкции и увеличение длины запорно-регулирующего элемента и размера в осевом направлении клапана в целом, усложняет изготовление клапана (то есть снижает его технологичность). Изготовление профилированной поверхности регулирующего хвостовика является трудоемким процессом. Регулирующий хвостовик, омываясь потоком рабочей жидкости при протекании ее через клапан, подвергается кавитационному износу, что снижает межремонтный срок службы клапана.The presence of an additional piston in the composition of the known shut-off and control valve entails a complication of its design and an increase in the length of the shut-off and control element and the axial size of the valve as a whole, which complicates the manufacture of the valve (i.e., reduces its manufacturability). The manufacture of the profiled surface of the regulatory shank is a laborious process. The regulating shank, washed by the flow of the working fluid when it flows through the valve, undergoes cavitation wear, which reduces the overhaul life of the valve.
Таким образом, рассматриваемый запорно-регулирующий клапан характеризуется повышенными сложностью конструкции и осевым габаритным размером и недостаточными технологичностью и межремонтным сроком службы, что является его недостатком.Thus, the considered shut-off and control valve is characterized by increased design complexity and axial overall size and insufficient manufacturability and overhaul life, which is its drawback.
Технической задачей, решаемой изобретением, является упрощение конструкции, уменьшение осевого габаритного размера, повышение технологичности и увеличение межремонтного срока службы запорно-регулирующего клапана при обеспечении высокой регулирующей способности клапана и силового воздействия рабочей жидкости на запорно-регулирующий элемент клапана в направлении его закрытия при любых значениях манометрического давления рабочей жидкости в исполнительных каналах клапана.The technical problem solved by the invention is to simplify the design, reduce the axial overall dimension, increase manufacturability and increase the overhaul life of the shut-off and control valve while ensuring high control ability of the valve and the force action of the working fluid on the shut-off and control valve element in the direction of its closing at any values gauge pressure of the working fluid in the Executive channels of the valve.
Для решения поставленной технической задачи в известном запорно-регулирующем клапане, содержащем корпус с двумя исполнительными каналами, в расточке которого установлено седло с уплотнительной фаской и центральным проходным отверстием, соединенным с первым исполнительным каналом клапана, и размещен запорно-регулирующий элемент с соосными направляющей цилиндрической частью, запорной фаской, регулирующим хвостовиком и штоком, конец которого через уплотненное отверстие в крышке, герметично закрывающей корпус клапана и расположенной по отношению к запорно-регулирующему элементу со стороны, противоположной его седлу, выходит за пределы корпуса клапана, при этом запорно-регулирующий элемент установлен в корпусе с образованием со стороны его наружной боковой поверхности полости, соединенной со вторым исполнительным каналом клапана, с образованием между поверхностями запорно-регулирующего элемента и крышки надклапанной полости, сообщенной с первым исполнительным каналом, и с образованием между поверхностями запорно-регулирующего элемента и корпусных деталей дренажной полости, которая соединена с дренажным каналом, согласно изобретению седло выполнено трубчатым, регулирующий хвостовик запорно-регулирующего элемента выполнен в виде кольцевого поршня со сквозными радиальными отверстиями, размещенного в кольцевом зазоре между наружной цилиндрической поверхностью седла и корпусными деталями с образованием полости, которая является дренажной, а диаметры цилиндрических поверхностей запорно-регулирующего элемента связаны следующими соотношениями:To solve the technical problem in the known shut-off and control valve containing a housing with two actuating channels, in the bore of which there is a seat with a sealing chamfer and a central bore connected to the first actuating channel of the valve, and a shut-off and regulating element with coaxial guide cylindrical part is placed , a locking chamfer, an adjusting shank and a rod, the end of which through a sealed hole in the cover, hermetically closing the valve body and located with respect to the locking-regulating element from the side opposite its seat, extends beyond the valve body, while the locking-regulating element is installed in the housing with the formation from the side of its outer side surface of the cavity connected to the second actuating channel of the valve, with the formation between the surfaces the locking-regulating element and the cover of the valvular cavity in communication with the first actuating channel, and with the formation of drainage between the surfaces of the locking-regulating element and the body parts of the cavity, which is connected to the drainage channel, according to the invention, the saddle is made tubular, the regulating shank of the locking and regulating element is made in the form of an annular piston with through radial holes located in the annular gap between the outer cylindrical surface of the saddle and the body parts to form a cavity, which is a drainage and the diameters of the cylindrical surfaces of the locking element are connected by the following relationships:
где Dн - диаметр направляющей цилиндрической части запорно-регулирующего элемента;where D n - the diameter of the guide cylindrical part of the locking and regulating element;
Dшт - диаметр штока запорно-регулирующего элемента;D pc - the diameter of the rod of the locking element;
Dх.н, Dх.в - соответственно наружный и внутренний диаметры регулирующего хвостовика запорно-регулирующего элемента;D h.n , D h.v - respectively the outer and inner diameters of the regulating shank of the locking-regulating element;
Dк.в - внутренний диаметр поверхности контакта запорной фаски запорно-регулирующего элемента и уплотнительной фаски седла.D K. in - the inner diameter of the contact surface of the locking chamfer locking element and the sealing facet of the saddle.
В частном случае исполнения запорно-регулирующий клапан характеризуется следующим отличительным признаком.In the particular case of execution, the shut-off and control valve is characterized by the following distinguishing feature.
Согласно изобретению при контакте запорной фаски запорно-регулирующего элемента и уплотнительной фаски седла перекрытие корпусными деталями радиальных отверстий, выполненных в регулирующем хвостовике запорно-регулирующего элемента, по отношению к полости, соединенной со вторым исполнительным каналом клапана, является положительным.According to the invention, when the locking chamfer of the locking-regulating element and the sealing facet of the saddle are in contact, the overlapping by the housing parts of the radial holes made in the regulating shank of the locking-regulating element with respect to the cavity connected to the second actuating channel of the valve is positive.
Совокупность признаков предлагаемого запорно-регулирующего клапана, состоящая в том, что: седло выполнено трубчатым, регулирующий хвостовик запорно-регулирующего элемента выполнен в виде кольцевого поршня со сквозными радиальными отверстиями, размещенного в кольцевом зазоре между наружной цилиндрической поверхностью седла и корпусными деталями с образованием полости, которая является дренажной, а диаметры цилиндрических поверхностей запорно-регулирующего элемента связаны соотношениями (1) и (2), обеспечивает упрощение конструкции, уменьшение осевого габаритного размера, повышение технологичности и увеличение межремонтного срока службы запорно-регулирующего клапана при обеспечении высокой регулирующей способности клапана и силового воздействия рабочей жидкости на запорно-регулирующий элемент клапана в направлении его закрытия при любых значениях манометрического давления рабочей жидкости в исполнительных каналах клапана. Данный положительный эффект обеспечивается благодаря тому, что в предлагаемой конструкции регулирующий хвостовик, помимо регулирования расхода, выполняет дополнительную функцию: используется для образования дренажной полости, наличие которой создает предпосылки для обеспечения действия результирующей силы гидростатического давления рабочей жидкости на запорно-регулирующий элемент клапана в направлении его седла, то есть в направлении закрытия проходного сечения клапана. При этом по сравнению с прототипом отпадает необходимость в использовании дополнительного поршня и, соответственно, упрощается конструкция клапана, уменьшается его осевой габаритный размер, повышается технологичность. Выполнение радиальных отверстий в регулирующем хвостовике, имеющем кольцеобразную форму, технологически проще, чем изготовление регулирующего хвостовика с профилированной боковой поверхностью. Кромки радиальных отверстий в регулирующем хвостовике и ответной корпусной детали, формируемое которыми рабочее окно определяет текущее значение площади проходного сечения клапана, при движении рабочей жидкости со стороны первого исполнительного канала находятся вне зоны кавитации, благодаря чему увеличивается межремонтный срок службы клапана.The set of features of the proposed shut-off and control valve, consisting in that: the saddle is made tubular, the regulating shank of the shut-off and control element is made in the form of an annular piston with through radial holes located in the annular gap between the outer cylindrical surface of the seat and the body parts with the formation of a cavity, which is drainage, and the diameters of the cylindrical surfaces of the locking-regulating element are connected by the relations (1) and (2), provides a simplification of the design, menshenie axial overall size, enhancing workability and increase service life between repairs shutoff valve while ensuring high capacity regulating valve and the impact force working on the liquid shutoff valve element in its closing direction while any values gauge pressure of the working fluid in the valve actuators channels. This positive effect is ensured due to the fact that in the proposed design the regulating shank, in addition to regulating the flow rate, performs an additional function: it is used to form a drainage cavity, the presence of which creates the prerequisites for the action of the resulting hydrostatic pressure of the working fluid on the shut-off and control element of the valve in its direction seats, that is, in the direction of closing the valve bore. Moreover, compared with the prototype, there is no need to use an additional piston and, accordingly, the valve design is simplified, its axial overall size is reduced, and manufacturability is increased. Making radial holes in the regulating shank having an annular shape is technologically simpler than manufacturing the regulating shank with a profiled side surface. The edges of the radial holes in the regulating shank and the reciprocal body part formed by which the working window determines the current value of the valve passage area, when the working fluid moves from the side of the first actuating channel, are outside the cavitation zone, thereby increasing the overhaul life of the valve.
Сила гидростатического давления рабочей жидкости на запорно-регулирующий элемент, действующая в направлении его седла, определяется выражениями:The strength of the hydrostatic pressure of the working fluid on the locking and regulating element, acting in the direction of its saddle, is determined by the expressions:
а) со стороны первого исполнительного канала клапана (в самом неблагоприятном случае, когда зона действия избыточного давления р1 в указанном канале распространяется до регулирующего хвостовика)a) from the side of the first actuating channel of the valve (in the most unfavorable case, when the zone of action of the overpressure p 1 in the specified channel extends to the control shaft)
б) со стороны второго исполнительного канала клапана (в самом неблагоприятном случае, когда зона действия избыточного давления р2 в указанном канале распространяется до зоны, ограниченной внутренним диаметром поверхности контакта запорной фаски запорно-регулирующего элемента и уплотнительной фаски седла)b) from the side of the second actuating channel of the valve (in the most unfavorable case, when the zone of action of the excess pressure p 2 in the specified channel extends to the zone limited by the inner diameter of the contact surface of the locking chamfer of the locking-regulating element and the sealing chamfer of the seat)
Очевидно, что при выполнении неравенств (1) и (2) (при условии, что р1≥0 и р2≥0) сила гидростатического давления рабочей жидкости со стороны каждого из исполнительных каналов на запорно-регулирующий элемент всегда направлена в сторону седла клапана, благодаря чему исключается возможность самопроизвольного открытия проходного сечения клапана.Obviously, when inequalities (1) and (2) are satisfied (provided that p 1 ≥0 and p 2 ≥0), the force of the hydrostatic pressure of the working fluid from each of the actuating channels to the shut-off-control element is always directed towards the valve seat , which eliminates the possibility of spontaneous opening of the valve bore.
Исполнение положительным перекрытия корпусными деталями радиальных отверстий, выполненных в регулирующем хвостовике запорно-регулирующего элемента, по отношению к полости, соединенной со вторым исполнительным каналом клапана, исключает при движении рабочей жидкости со стороны первого исполнительного канала возможность кавитационного износа запорной фаски запорно-регулирующего элемента и уплотнительной фаски седла, что способствует увеличению межремонтного срока службы клапана.The positive overlap of the radial holes made by the body parts in the regulating shank of the shut-off-regulating element with respect to the cavity connected to the second actuator channel of the valve eliminates the possibility of cavitation wear of the shutter chamfer of the shut-off and regulating element and sealing when the working fluid moves from the side of the first actuator channel chamfering of the seat, which helps to increase the overhaul life of the valve.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена конструктивная схема запорно-регулирующего клапана.The invention is illustrated in the drawing, which shows a structural diagram of a shut-off and control valve.
Запорно-регулирующий клапан содержит корпус 1 с двумя исполнительными каналами 2 и 3, первый (2) из которых служит входным, а второй (3) выходным. В расточке корпуса 1 неподвижно установлены направляющая втулка 4 с внутренней ступенчатой цилиндрической поверхностью и трубчатое седло 5 с уплотнительной фаской 6 и центральным проходным отверстием 7, соединенным с входным каналом 2 клапана, и размещен запорно-регулирующий элемент 8 с соосными направляющей цилиндрической частью 9 (имеющей диаметр Dн,), запорной фаской 10, регулирующим хвостовиком 11 и штоком 12 (имеющим диаметр Dшт), конец которого через уплотненное отверстие в крышке 13, герметично закрывающей корпус 1 клапана и расположенной по отношению к запорно-регулирующему элементу 8 со стороны, противоположной его седлу 5, выходит за пределы корпуса 1 клапана.The shut-off and control valve contains a housing 1 with two actuating channels 2 and 3, the first (2) of which serves as an input and the second (3) output. A guide sleeve 4 with an inner stepped cylindrical surface and a tubular saddle 5 with a sealing chamfer 6 and a central bore 7 connected to the valve inlet 2 are fixedly mounted in the bore of the housing 1, and a locking-regulating element 8 with coaxial guide cylindrical part 9 (having diameter D n ), a locking chamfer 10, an adjusting shank 11 and a stem 12 (having a diameter D pcs ), the end of which through a sealed hole in the cover 13, hermetically closing the valve body 1 and is located in relation to the locking and regulating element 8 from the side opposite to its seat 5, extends beyond the valve body 1.
Шток 12 запорно-регулирующего элемента 8 соединен с выходным звеном управляющего привода клапана (на чертеже выходное звено управляющего привода клапана не показано).The rod 12 of the locking-regulating element 8 is connected to the output link of the control valve actuator (in the drawing, the output link of the control valve actuator is not shown).
Регулирующий хвостовик 11 запорно-регулирующего элемента 8 выполнен в виде кольцевого поршня (с внутренним диаметром Dx.в и наружным диаметром Dх.н) со сквозными радиальными отверстиями 14, расположенными симметрично относительно его оси, которые со стороны внутренней цилиндрической поверхности хвостовика выходят в выполненную в его теле кольцевую канавку 15. На чертеже показан вариант исполнения канавки 15, когда один из ее краев совпадает с внешней границей поверхности контакта запорной фаски 10 запорно-регулирующего элемента 8 и уплотнительной фаски 6 седла 5.The regulating shank 11 of the locking and regulating element 8 is made in the form of an annular piston (with an inner diameter D x.v and an outer diameter D x.n ) with through radial holes 14 located symmetrically about its axis, which extend from the side of the inner cylindrical surface of the shank into the annular groove made in his body 15. The drawing shows an embodiment of the groove 15 when one of its edges coincides with the outer boundary of the contact surface of the locking chamfer 10 of the locking and regulating element 8 and seals facet 6 saddles 5.
Регулирующий хвостовик 11 размещен в кольцевом зазоре между наружной цилиндрической поверхностью седла 5 и внутренней цилиндрической поверхностью втулки 4 с образованием со стороны своей торцовой поверхности дренажной полости 16. Полость 16 соединена с выполненным в корпусе 1 дренажным каналом 17, в котором давление равно атмосферному (избыточное давление равно нулю).The regulating shank 11 is placed in the annular gap between the outer cylindrical surface of the seat 5 and the inner cylindrical surface of the sleeve 4 with the formation of a drainage cavity 16 from its end surface 16. The cavity 16 is connected to the drainage channel 17 made in the housing 1, in which the pressure is atmospheric (overpressure equals zero).
Запорно-регулирующий элемент 8 установлен с образованием со стороны его боковой поверхности (в месте стыка направляющей цилиндрической части 9 и регулирующего хвостовика 11) полости 18, соединенной с выходным каналом 3 клапана, и с образованием между поверхностями запорно-регулирующего элемента 8, втулки 4 и крышки 13 надклапанной полости 19, соединенной посредством отверстий 20 с входным каналом 2 клапана.The locking and regulating element 8 is installed with the formation on the side of its lateral surface (at the junction of the guide cylindrical part 9 and the regulating shank 11) of the cavity 18 connected to the outlet channel 3 of the valve, and with the formation between the surfaces of the locking and regulating element 8, the sleeve 4 and cover 13 nadklapannoy cavity 19, connected through holes 20 with the inlet channel 2 of the valve.
Регулирующий хвостовик 11 по своей наружной цилиндрической поверхности диаметром Dх.н образует с ответной цилиндрической поверхностью втулки 4 золотниковую пару.Regulating the shank 11 on its outer cylindrical surface with a diameter of D x.n forms a spool pair with the mating cylindrical surface of the sleeve 4.
При контакте запорной фаски 10 запорно-регулирующего элемента 8 и уплотнительной фаски 6 седла 5 перекрытие Δ телом втулки 4 радиальных отверстий 14, выполненных в регулирующем хвостовике 11, по отношению к полости 18 является положительным.With the contact of the locking chamfer 10 of the locking and regulating element 8 and the sealing chamfer 6 of the saddle 5, the overlap Δ by the body of the sleeve 4 of the radial holes 14 made in the regulating shank 11 with respect to the cavity 18 is positive.
Радиальные отверстия 14 имеют исполнение, обеспечивающее необходимый (с точки зрения требуемой точности регулирования расхода рабочей жидкости) закон изменения площади проходного сечения клапана в функции смещения запорно-регулирующего элемента 8 относительно его седла 5 (см., например, статью: Гойдо М.Е., Бодров В.В., Багаутдинов P.M. К вопросу проектирования запорно-регулирующих клапанов гидроприводов прессов // Приводная техника. - 2007. - № 2. - С. 31, формула 27). Они, например, могут иметь треугольную форму с одной из вершин, обращенной в сторону полости 18. Возможно также исполнение отверстий 14 круглой формы и разного диаметра, увеличивающегося по мере увеличения расстояния от отверстия до места стыка регулирующего хвостовика 11 с направляющей частью 9 запорно-регулирующего элемента 8. При любом положении запорно-регулирующего элемента 8 относительно его седла 5 суммарная площадь поперечного сечения отверстий 14, не перекрытая телом втулки 4, меньше площади проходного сечения между запорной фаской 10 запорно-регулирующего элемента 8 и уплотнительной фаской 6 седла 5.The radial holes 14 have a design that provides the necessary (from the point of view of the required accuracy of regulating the flow rate of the working fluid) law of changing the flow area of the valve as a function of the displacement of the locking and regulating element 8 relative to its seat 5 (see, for example, the article: M. Goydo , Bodrov VV, Bagautdinov PM On the design of shut-off and control valves for hydraulic press drives // Drive Engineering. - 2007. - No. 2. - P. 31, formula 27). They, for example, can have a triangular shape with one of the vertices facing the cavity 18. It is also possible to make holes 14 of a round shape and of different diameters, increasing with increasing distance from the hole to the junction of the regulating shank 11 with the guide part 9 of the locking-regulating element 8. For any position of the locking and regulating element 8 relative to its seat 5, the total cross-sectional area of the holes 14, not covered by the body of the sleeve 4, is less than the area of the passage section between the locking chamfer 10 locking-regulating element 8 and sealing facet 6 of the saddle 5.
Запорно-регулирующий клапан работает следующим образом.Shut-off valve operates as follows.
При любом положении запорно-регулирующего элемента 8 клапана относительно его седла 5 рабочая жидкость действует на запорно-регулирующий элемент 8 с результирующим усилием [см. выражения (1), (2), (3), (4)], направленным в сторону седла 5, благодаря чему: а) исключается возможность самопроизвольного открытия проходного сечения клапана вне зависимости от того, в каком из исполнительных каналов 2 и 3 давление больше; б) при соответствующем выборе диаметров Dн, Dшт, Dх.н, Dх.в, Dк.в и наличии определенного давления рабочей жидкости обеспечивается закрытие проходного сечения клапана (смещение запорно-регулирующего элемента 8 до контакта его запорной фаски 10 с уплотнительной фаской 6 седла 5) под действием силы давления рабочей жидкости в аварийных ситуациях, например, при нарушении связи штока 12 с выходным звеном управляющего привода клапана (на чертеже выходное звено управляющего привода не показано); в) при соответствующем выборе диаметров Dн, Dшт, Dх.н, Dх.в, Dк.в достигаются напряжения на поверхности контакта запорной фаски 10 запорно-регулирующего элемента 8 и уплотнительной фаски 6 седла 5, создаваемые под действием силы давления рабочей жидкости на запорно-регулирующий элемент 8, достаточные для обеспечения герметичного разделения входного 2 и выходного 3 каналов клапана.At any position of the locking and regulating element 8 of the valve relative to its seat 5, the working fluid acts on the locking and regulating element 8 with the resulting force [see expressions (1), (2), (3), (4)], directed towards the seat 5, due to which: a) the possibility of spontaneous opening of the valve bore is excluded, regardless of which pressure channel 2 and 3 more; b) with the appropriate choice of diameters D n , D pcs , D h.n , D h.v , D k.v and the presence of a certain pressure of the working fluid, the valve bore is closed (displacement of the locking-regulating element 8 to the contact of its locking chamfer 10 with a sealing chamfer 6 of the saddle 5) under the action of the working fluid pressure force in emergency situations, for example, if the rod 12 is not connected to the output link of the valve control actuator (the output link of the control actuator is not shown in the drawing); c) an appropriate choice of diameter D n, D pc, D Agricultural Sciences, D XB, D KV voltage achieved on the contact surface 10 of locking chamfer shutoff element 8 and the sealing lip 6 of the saddle 5, caused by the force the pressure of the working fluid on the locking and regulating element 8, sufficient to ensure a tight separation of the input 2 and output 3 channels of the valve.
При смещении запорно-регулирующего элемента 8 относительно седла 5 посредством управляющего привода клапана (на чертеже управляющий привод не показан) на величину, не превышающую перекрытие Δ телом втулки 4 радиальных отверстий 14, выполненных в регулирующем хвостовике 11, течение рабочей жидкости через клапан практически отсутствует, поскольку радиальный зазор между цилиндрическими поверхностями диаметром Dх.н втулки 4 и регулирующего хвостовика 11 обладает большим гидравлическим сопротивлением.When the locking and regulating element 8 relative to the seat 5 is displaced by the valve control actuator (the control actuator is not shown in the drawing) by an amount not exceeding the Δ overlapping by the body of the sleeve 4 of the radial holes 14 made in the regulating shank 11, there is practically no flow of working fluid through the valve, since the radial clearance between the cylindrical surfaces with a diameter D xn of the sleeve 4 and the regulating shank 11 has a large hydraulic resistance.
При смещении запорно-регулирующего элемента 8 относительно седла 4 на величину, большую перекрытия Δ, открывается проходное сечение клапана, представляющее собой приоткрытые телом втулки 4 части поперечных сечений радиальных отверстий 14, выполненных в регулирующем хвостовике 11, и имеющее наименьшую площадь на всем пути прохождения жидкости через клапан. Закон изменения площади указанного проходного сечения в функции положения запорно-регулирующего элемента 8 относительно седла 5 определяется исполнением отверстий 14 и обеспечивает требуемые регулировочные характеристики клапана.When the locking and regulating element 8 relative to the seat 4 is shifted by a value greater than the overlap Δ, the valve bore opens, which is the part of the cross sections of the radial holes 14 made in the control shank 11, ajar by the body of the sleeve 4, and having the smallest area along the entire fluid path through the valve. The law of change in the area of the specified cross-section as a function of the position of the locking and regulating element 8 relative to the seat 5 is determined by the design of the holes 14 and provides the required adjustment characteristics of the valve.
Так как к началу открытия проходного сечения клапана запорная фаска 10 запорно-регулирующего элемента 8 оказывается смещенной относительно уплотнительной фаски 6 седла 5 на расстояние, равное величине перекрытия Δ, то площадь канала, образованного фасками 10 и 6, после открытия проходного сечения клапана значительно превышает площадь указанного проходного сечения. Благодаря этому фаски 11 и 5 заведомо располагаются вне зоны кавитационных процессов, возможных на выходе жидкости из отверстий 14 в полость 18 при работе клапана, и не подвергаются кавитационному износу, что способствует повышению их долговечности.Since, by the beginning of the opening of the valve passage section, the locking chamfer 10 of the locking and regulating element 8 is shifted relative to the sealing chamfer 6 of the seat 5 by a distance equal to the overlap Δ, the area of the channel formed by the chamfers 10 and 6, after opening the valve passage section, significantly exceeds the area specified flow area. Due to this, the chamfers 11 and 5 are deliberately located outside the zone of cavitation processes that are possible at the fluid outlet from the holes 14 into the cavity 18 during valve operation, and are not subjected to cavitation wear, which contributes to their durability.
Запорно-регулирующий клапан может быть использован в гидроприводах управления ковочными и штамповочными прессами.The shut-off and control valve can be used in hydraulic actuators for forging and stamping presses.
Источники информацииInformation sources
1. Запорно-регулирующий клапан. Патент на изобретение РФ № 2334906. МКИ F16K 39/02, F16K 47/02, F15B 13/01. Заявлено 2006.12.26. Опубликовано 2008.09.27.1. Shut-off and control valve. Patent for the invention of the Russian Federation No. 2334906. MKI F16K 39/02, F16K 47/02, F15B 13/01. Declared 2006.12.26. Posted on 2008.09.27.
2. Запорно-регулирующий клапан. Патент на полезную модель РФ № 96924. МКИ F16K 39/02, F16K 47/02. Заявлено 2009.02.03. Опубликовано 2010.08.20.2. Shut-off and control valve. Patent for utility model of the Russian Federation No. 96924. MKI F16K 39/02, F16K 47/02. It is declared 2009.02.03. Published on 2010.08.20.
Claims (2)
где Dн - диаметр направляющей цилиндрической части запорно-регулирующего элемента;
Dшт - диаметр штока запорно-регулирующего элемента;
Dх.н, Dх.в - соответственно наружный и внутренний диаметры регулирующего хвостовика запорно-регулирующего элемента;
Dк.в - внутренний диаметр поверхности контакта запорной фаски запорно-регулирующего элемента и уплотнительной фаски седла.1. Shut-off and control valve, comprising a housing with two actuating channels, in the bore of which there is a saddle with a sealing chamfer and a central bore connected to the first actuating channel of the valve, and a shut-off and regulating element with a coaxial guide cylindrical part, a shut-off chamfer, regulating a shank and a rod, the end of which through a sealed hole in the cover, hermetically seals the valve body and located in relation to the locking and regulating element , opposite its seat, extends beyond the valve body, while the locking-regulating element is installed in the housing with the formation on the side of its outer side surface of the cavity connected to the second actuating channel of the valve, with the formation between the surfaces of the locking-regulating element and the cover of the valvular cavity, communicated with the first Executive channel, and with the formation between the surfaces of the locking-regulating element and the body parts of the drainage cavity, which is connected to the drainage channel, characterized in that the saddle is made tubular, the regulating shank of the locking-regulating element is made in the form of an annular piston with through radial holes located in the annular gap between the outer cylindrical surface of the saddle and the body parts to form a cavity that is drainage, and the diameters of the cylindrical surfaces are locking the regulatory element are connected by the following ratios:
where D n - the diameter of the guide cylindrical part of the locking and regulating element;
D pc - the diameter of the rod of the locking element;
D h.n , D h.v - respectively the outer and inner diameters of the regulating shank of the locking-regulating element;
D K. in - the inner diameter of the contact surface of the locking chamfer locking element and the sealing facet of the saddle.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014118189/06A RU2552211C1 (en) | 2014-05-05 | 2014-05-05 | Multi-purpose valve |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014118189/06A RU2552211C1 (en) | 2014-05-05 | 2014-05-05 | Multi-purpose valve |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2552211C1 true RU2552211C1 (en) | 2015-06-10 |
Family
ID=53294826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014118189/06A RU2552211C1 (en) | 2014-05-05 | 2014-05-05 | Multi-purpose valve |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2552211C1 (en) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2907651A1 (en) * | 1979-02-27 | 1980-09-04 | Eckardt Ag | Throttle control valve for high pressure line - has spool providing compensating movement for conical valve with central control rod axially operable |
| SU1087732A1 (en) * | 1983-01-31 | 1984-04-23 | Краматорский Научно-Исследовательский И Проектно-Технологический Институт Машиностроения | Actuator valve |
| US4548233A (en) * | 1983-04-27 | 1985-10-22 | Mannesmann Rexroth Gmbh | Electrically controlled pressure relief valve including a hydraulic bias |
| EP0177620A1 (en) * | 1984-01-26 | 1986-04-16 | GebràDer Sulzer Aktiengesellschaft | Pressure fluid-actuated valve |
| DE19535223A1 (en) * | 1995-09-22 | 1997-03-27 | Bosch Gmbh Robert | Longitudinal slide valve with large valve seat |
| RU2103583C1 (en) * | 1996-04-01 | 1998-01-27 | Челябинский государственный технический университет | Shut-off regulating valve |
| RU2334906C1 (en) * | 2006-12-26 | 2008-09-27 | Валерий Владимирович Бодров | Multi-purpose valve |
| RU96924U1 (en) * | 2009-02-03 | 2010-08-20 | Валерий Владимирович Бодров | VALVE AND CONTROL VALVE |
-
2014
- 2014-05-05 RU RU2014118189/06A patent/RU2552211C1/en active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2907651A1 (en) * | 1979-02-27 | 1980-09-04 | Eckardt Ag | Throttle control valve for high pressure line - has spool providing compensating movement for conical valve with central control rod axially operable |
| SU1087732A1 (en) * | 1983-01-31 | 1984-04-23 | Краматорский Научно-Исследовательский И Проектно-Технологический Институт Машиностроения | Actuator valve |
| US4548233A (en) * | 1983-04-27 | 1985-10-22 | Mannesmann Rexroth Gmbh | Electrically controlled pressure relief valve including a hydraulic bias |
| EP0177620A1 (en) * | 1984-01-26 | 1986-04-16 | GebràDer Sulzer Aktiengesellschaft | Pressure fluid-actuated valve |
| DE19535223A1 (en) * | 1995-09-22 | 1997-03-27 | Bosch Gmbh Robert | Longitudinal slide valve with large valve seat |
| RU2103583C1 (en) * | 1996-04-01 | 1998-01-27 | Челябинский государственный технический университет | Shut-off regulating valve |
| RU2334906C1 (en) * | 2006-12-26 | 2008-09-27 | Валерий Владимирович Бодров | Multi-purpose valve |
| RU96924U1 (en) * | 2009-02-03 | 2010-08-20 | Валерий Владимирович Бодров | VALVE AND CONTROL VALVE |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2480806B1 (en) | Spool valve | |
| EP2733402B1 (en) | Pressure balanced spring loaded overtravel sealing apparatus | |
| WO2013012609A1 (en) | Dual piston actuator and method of use | |
| EP2115334B1 (en) | Slide valve | |
| US11236845B2 (en) | Valve trim apparatus having multiple fluid flow control members | |
| CN103827563B (en) | Valve | |
| US20180142794A1 (en) | Valve | |
| US9222594B2 (en) | Directional valve equipped with pressure control | |
| CN108412828B (en) | Hydraulic control flow distribution valve | |
| CN105190139B (en) | Overflow valve | |
| RU2334906C1 (en) | Multi-purpose valve | |
| RU2552211C1 (en) | Multi-purpose valve | |
| CN103671983A (en) | Balanced double-sleeve type multipurpose valve with throttling, stopping and adjusting functions | |
| RU2529960C1 (en) | Wedge gate valve | |
| US2954044A (en) | Automatic lubricant sealed gate valve | |
| EP3101507B1 (en) | Pressure reducing valve | |
| CN108591483B (en) | Low friction valve | |
| RU96924U1 (en) | VALVE AND CONTROL VALVE | |
| MX2014015739A (en) | Axial fluid valves having linear actuators. | |
| RU208659U1 (en) | SHUT-OFF AND CONTROL VALVE | |
| US11015621B2 (en) | Proportional control fluid actuator | |
| US20210190222A1 (en) | Relief valve | |
| RU2584044C1 (en) | Valve | |
| US20120091376A1 (en) | Actuator for controlling a fluid flow | |
| CA3084535C (en) | Proportional control fluid actuator |