RU26096U1 - VALVE SPEED - Google Patents

Description

Клапан скоростное 11|||1р||||||МИ High-speed valve 11 ||| 1р |||||| MI

2002116582 F16K1/122002116582 F16K1 / 12

Полезная модель относится к трубопроводной арматуре и может быть использована в качестве устройства ограничения расхода, например, в устройствах слива-налива продукта или подачи-сброса газовой фазы на вагонах-цистернах, перевозящих сжиженный аммиак или сжиженные углеводородные газы.The utility model relates to pipe fittings and can be used as a flow limiting device, for example, in devices for discharging and loading a product or supplying and discharging a gas phase on tank cars carrying liquefied ammonia or liquefied hydrocarbon gases.

Известны конструкции устройств (техническое описание для танкконтейнеров ТНКГ-25 фирмы «Форт-Вейл ЛТД, Великобритания, 1998г., патент RU №2154217 С1 F16K27/07 от 10.01.2000г.), состоящих из внутреннего клапана, крана шарового и заглушки, где внутренний клапан выполняет функцию скоростного при разрыве подводящего трубопровода и роль отсечного клапана при повороте рукоятки в положение «закрыто. Внутренний клапан содержит запорный орган в виде двух тарельчатых золотников: основного (с большим проходным сечением) и предварительного (с малым проходным сечением), соединённого с установленным в жёстко связанной с корпусом втулке штоком, нагруженном двумя пружинами: скоростной - расположенной между втулкой и золотником, скользящим по штоку, и запорной - между втулкой и головкой штока. При повороте рукоятки в положение «открыто малый золотник открывает своё проходное сечение, по одной или двум прямоугольным канавкам в штоке происходит натекание среды из цистерны в полость между внутренним клапаном и шаровым краном, давление в полости и цистерне выравнивается и под воздействием скоростной пружины клапан открывается. При большом расходе через внутренний клапан (обрыве трубопровода) за счёт усилия, возникающего из-за увеличения перепада давления, клапан закрывается, выполняя роль скоростного клапана. Расход среды «гарантированного натекания определяется размерами сечения канавок на штоке. Недостаток данной конструкции - большая сложность и трудоёмкость в изготовлении и недостаточная точность в ограничении расхода, определяемая погрешностями в изготовлении пружины.Designs of devices are known (technical description for tank containers TNKG-25 of Fort Vale Ltd., United Kingdom, 1998, patent RU No. 2154217 C1 F16K27 / 07 of 10.01.2000), consisting of an internal valve, a ball valve and a plug, where the internal the valve performs the function of a high-speed one when the supply pipe ruptures and the role of the shut-off valve when the handle is turned to the “closed” position. The internal valve contains a shut-off element in the form of two poppet spools: the main (with a large orifice) and preliminary (with a small orifice) connected to a rod mounted in a sleeve rigidly connected to the housing, loaded with two springs: high-speed - located between the sleeve and the valve, sliding on the rod, and locking - between the sleeve and the rod head. When the handle is turned to the “open” position, the small spool opens its bore, one or two rectangular grooves in the stem cause the medium to flow from the tank into the cavity between the internal valve and the ball valve, the pressure in the cavity and the tank is equalized and the valve opens under the action of a high-speed spring. With a large flow rate through the internal valve (pipe break) due to the force arising from the increase in pressure drop, the valve closes, acting as a high-speed valve. The flow rate of guaranteed leakage is determined by the size of the cross section of the grooves on the stem. The disadvantage of this design is the great complexity and complexity in the manufacture and lack of accuracy in limiting the flow rate, determined by the errors in the manufacture of the spring.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является скоростной клапан (черт. 903 Rb 220600-1-00 польской фабрики вагонов «Swidnica), где в цилиндрическом корпусе с опорным кольцом перемещается ползун с направляющими перьями и золотником с двумя прямоугольными проточками на уплотнительной поверхности. На корпус навинчивается верхняя муфта с установленными в ней кольцом (седлом) и «мягкой прокладкой между седлом и корпусом. В отдельных исполнениях на корпус навинчивается и нижняя муфта. Уплотнительные поверхности седла и золотника выполнены плоскими. Клапаны скоростные данной конструкции и в настоящее время эксплуатируются в составе вагонов-цистерн на территории стран СНГ. Основным недостатком данной конструкции является большой «гарантированный расход натекания продукта при перекрытии потока, определяемый, как показали исследования, не только размерами прямоугольных проточек на золотнике и давлением среды, но и перекосом уплотнительной поверхности золотника относительно уплотнительной поверхности седла, возникающем часто при давлении выше (5-6)кгс/см (соответствует температуре эксплуатации цистерны выше (7-12)°С ) от прижатия ползуна потоком среды к одной из сторон корпуса, а также при отклонении оси клапана от вертикального положения, дополнительным недостатками являются возможность засорения горизонтальной плоской поверхности золотника и канавок, отсутствие центровки прокладки, что снижает надёжность клапана.The closest in technical essence and the achieved result is a high-speed valve (Fig. 903 Rb 220600-1-00 of the Polish factory of Swidnica carriages), where a slider with guide feathers and a slide valve with two rectangular grooves on a sealing surface moves in a cylindrical body with a support ring. An upper sleeve is screwed onto the body with a ring (seat) installed in it and a “soft gasket between the seat and the body. In some versions, the lower sleeve is screwed onto the housing. The sealing surfaces of the seat and spool are made flat. High-speed valves of this design and are currently operated as part of tank cars in the territory of the CIS countries. The main drawback of this design is the large “guaranteed flow rate of the product leakage when the flow is blocked, determined, as studies have shown, not only by the dimensions of the rectangular grooves on the spool and the pressure of the medium, but also by the bias of the spool sealing surface relative to the sealing surface of the seat, which often occurs at a pressure higher than (5 -6) kgf / cm (corresponds to the operating temperature of the tank above (7-12) ° C) from pressing the slider by the flow of medium to one of the sides of the body, as well as when the valve axis ana from the vertical position, additional drawbacks are the possibility of clogging of the horizontal flat surface of the spool and the grooves, lack of centering spacers, which lowers the reliability of the valve.

M)M(fgM) M (fg

Технической задачей полезной модели является создание надёжного в эксплуатации клапана, с уменьшенным «гарантированным расходом натекания продукта при достаточной точности ограничения расхода, а также простого в изготовлении и обслуживании.The technical task of the utility model is to create a valve reliable in operation, with a reduced "guaranteed flow rate of product leakage with sufficient accuracy of flow restriction, as well as easy to manufacture and maintain.

Поставленная задача достигается тем, что в скоростном клапане, содержащем цилиндрический корпус с опорным кольцом, перемещающийся внутри корпуса ползун с направляющими перьями и золотником с двумя проточками на уплотнительной поверхности; верхнюю муфту с седлом, «мягкую прокладку поджимаемую к ним корпусом, и, в отдельных исполнениях, нижнюю муфту, уплотнительная поверхность в седле выполнена конусной, а уплотнительная поверхность золотника выполнена тороидальной, в частном случае сферической, проточки в золотнике выполнены под углом, параллельно уплотнительной поверхности седла уменьшенного сечения, в частном случае прямоугольного, причём в седле выполнена кольцевая проточка с возможностью установки в ней прокладки.The problem is achieved in that in a high-speed valve containing a cylindrical body with a support ring, a slide moving inside the body with guide feathers and a slide valve with two grooves on the sealing surface; the upper sleeve with the seat, “a soft gasket pressed against them by the body, and, in some versions, the lower sleeve, the sealing surface in the saddle is made conical, and the sealing surface of the spool is made toroidal, in the particular case spherical, the grooves in the spool are made at an angle parallel to the sealing the surface of the saddle is of a reduced section, in the particular case of a rectangular one, moreover, an annular groove is made in the saddle with the possibility of installing gaskets in it.

Полезная модель иллюстрируется рисунками, где на фиг. 1 изображён скоростной клапан в разрезе, на фиг. 2 увеличенное изображение уплотнительных поверхностей золотника с седлом.The utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a cross-sectional view of a speed valve; FIG. 2 enlarged image of the sealing surfaces of the valve spool with a seat.

Клапан содержит корпус 1 с опорным кольцом 2. Внутри корпуса 1 находится ползун 3 с направляющими перьями 4 и золотником 5 с двумя прямоугольными проточками 6. На корпус 1 навинчивается верхняя муфта 7, с седлом 8, выполненным в частном случае в виде кольца, и «мягкой прокладкой из алюминия 9 между седлом и корпусом. При установке клапана на трубопровод на корпус 1 навинчивается нижняя муфта 10, при установке в цистерне клапана на газовой фазе, нижняя муфта не требуется. Уплотнительная поверхность 11 седла 8 вы3df oM/ cThe valve comprises a housing 1 with a support ring 2. Inside the housing 1 there is a slider 3 with guide feathers 4 and a spool 5 with two rectangular grooves 6. The upper sleeve 7 is screwed onto the housing 1, with a seat 8, made in the particular case in the form of a ring, and " soft pad made of aluminum 9 between the seat and the body. When installing the valve in the pipeline on the housing 1, the lower sleeve 10 is screwed; when installing in the tank of the valve in the gas phase, the lower sleeve is not required. Sealing surface 11 seats 8 high3df oM / c

полнена конической, а уплотнительная поверхность 12 золотника 5 тороидальной,full of conical, and the sealing surface 12 of the spool 5 toroidal,

в частном случае сферической.in the particular case of spherical.

Конструкция работает следующим образом. Клапан скоростной устанавливается на трубопроводе или цистерне в вертикальном положении (золотником вверх), на что указывает стрелка на корпусе клапана. Верхней муфтой 7 клапан ввинчивается в крышку цистерны или в трубопровод (имеются исполнения с навинчиваемой или привариваемой верхней муфтой). Нижняя муфта навинчивается или приваривается к трубопроводу, в зависимости от исполнения клапана. При операциях налива цистерны ползун 3 находится обычно в нижнем положении, опираясь перьями на кольцо 2, и не препятствует прохождению среды. При операциях слива на ползун воздействует подъёмная сила, пропорциональная плотности среды и квадрату скорости слива среды. Слив происходит при расходе среды, когда подъёмная сила меньше веса ползуна. При достижении определённой скорости, подъёмная сила превышает массу ползуна и поднимает его, золотник упирается в седло прерывая поток. Такие случаи происходят в результате разрыва трубопровода слива-налива или при бьютром открытии сливной магистрали. Ползун поддерживается в закрытом положении пока перепад давления на нём станет меньше величины, определяемой весом золотника.The design works as follows. The high-speed valve is installed on the pipeline or tank in a vertical position (with the slide up), as indicated by the arrow on the valve body. With the upper coupling 7, the valve is screwed into the tank lid or into the pipeline (there are versions with screwed or welded upper coupling). The lower sleeve is screwed on or welded to the pipe, depending on the version of the valve. During operations of filling the tank, the slider 3 is usually in the lower position, resting its feathers on the ring 2, and does not impede the passage of the medium. During draining operations, the slider is affected by a lifting force proportional to the density of the medium and the square of the rate of draining of the medium. Drain occurs at a flow rate when the lifting force is less than the weight of the slider. Upon reaching a certain speed, the lifting force exceeds the mass of the slider and lifts it, the spool rests on the saddle interrupting the flow. Such cases occur as a result of a rupture of the discharge-loading pipeline or during an emergency opening of the drain line. The slider is maintained in a closed position until the pressure drop on it becomes less than the value determined by the weight of the spool.

Для опускания ползуна закрывают запорное устройство после клапана скоростного, через проточки в золотнике происходит «гарантированное натекание среды за клапан, давление до и после клапана выравнивается, ползун опускается вниз и клапан снова готов выполнять свою функцию ограничения расхода.To lower the slider, close the shut-off device after the high-speed valve, through the grooves in the spool there is a “guaranteed flow of medium for the valve, the pressure before and after the valve is equalized, the slider goes down and the valve is again ready to fulfill its function of flow restriction.

Все детали клапана, как и в прототипе, образованы в основном поверхностями точения или выполнены штамповкой и просты в изготовлении. За счёт уплотнения сфера по конусу исключено неприлегание уплотнительных поверхно4 dfff gjAll valve parts, as in the prototype, are formed mainly by turning surfaces or stamped and are simple to manufacture. Due to the sealing, the sphere on the cone eliminates the non-adhesion of the sealing surfaces4 dfff gj

стей друг к другу и тем самым исключены 2 - 3 кратные скачки величины «гарантированного натекания при перекосе ползуна, а также увеличено возможное отклонение при работе оси клапана от вертикального положения с 2° до (7-8)°.to each other, thereby eliminating 2–3-fold jumps in the value of “guaranteed leakage during skewing of the slider, as well as increasing the possible deviation during operation of the valve axis from the vertical position from 2 ° to (7-8) °.

Упростилось обслуживание клалана, при испытаниях проверке подлежит наличие линии контакта «сфера - конус, а не «плоскость - плоскость. За счёт наклонного положения уплотнительных поверхностей и проточек в золотнике уменьшена вероятность повреждения уплотнительных ловерхностей и засорения лроточек. Повышена надёжность уплотнительной прокладки ,за счёт проточки в седле лод её установку. Всё это увеличило надёжность разработанного клалана скоростного и дало возможность производить техническое обслуживание клалана не через один год, а через два года.The clan’s service has been simplified. During testing, the presence of the contact line “sphere - cone, and not“ plane - plane, is subject to verification. Due to the inclined position of the sealing surfaces and grooves in the spool, the likelihood of damage to the sealing surfaces and clogging of the grooves is reduced. The reliability of the gasket has been increased, due to the groove in the saddle of the lodge its installation. All this increased the reliability of the developed high-speed clan and made it possible to carry out maintenance of the clan not after one year, but after two years.

Время от момента закрытия залорного устройства после клапана до опускания ползуна вниз составляет около 1 секунды и не влияет на время сливаналива продукта. Точность ограничения расхода клалана, олределяемая точностью изготовления лолзуна заданной массы, точностью изготовления наружного диаметра ползуна и внутреннего диаметра корлуса, осталась, как и у лрототипа достаточно высокой, величина ограничения расхода прежней. За счёт уменьшения размеров проточек величина «гарантированного натекания снижена в 2,5 раза по газовой фазе и в 3 раза по жидкой фазе продукта, при этом величина максимально возможного натекания снижена в (7,5-9) раз, что соответственно снижает величину факела пламени при возможной аварии цистерны и даёт возможность закрыть при горящем факеле запорное устройство.The time from the moment of closing the locking device after the valve to the lowering of the slide down is about 1 second and does not affect the discharge time of the product. The accuracy of the clan’s consumption limitation, determined by the accuracy of manufacturing a slider of a given mass, the accuracy of manufacturing the outer diameter of the slider and the inner diameter of the corlus, remained, like that of the lrototype, quite high, the flow restriction value was the same. By reducing the size of the grooves, the value of "guaranteed leakage is reduced by 2.5 times in the gas phase and 3 times in the liquid phase of the product, while the maximum possible leakage is reduced by (7.5-9) times, which accordingly reduces the flame rate in case of a possible accident of the tank and makes it possible to close the shut-off device with a burning torch.

Claims (1)

Клапан скоростной, содержащий цилиндрический корпус с опорным кольцом, перемещающийся внутри корпуса ползун с направляющими перьями и золотником с двумя проточками на уплотнительной поверхности, верхнюю муфту с седлом, "мягкую" прокладку, поджимаемую к ним корпусом, и, в отдельных исполнениях, нижнюю муфту, отличающийся тем, что уплотнительная поверхность в седле выполнена конусной, а уплотнительная поверхность золотника выполнена тороидальной, в частном случае сферической, проточки в золотнике выполнены под углом параллельно уплотнительной конической поверхности седла, уменьшенного сечения, в частном случае прямоугольного, а в седле выполнена кольцевая проточка с возможностью установки в ней прокладки.

A high-speed valve, comprising a cylindrical body with a support ring, a slider moving inside the body with guide feathers and a spool with two grooves on the sealing surface, an upper sleeve with a seat, a “soft” gasket pressed by the body, and, in some versions, a lower sleeve, characterized in that the sealing surface in the seat is tapered, and the sealing surface of the spool is made toroidal, in the particular case spherical, the grooves in the spool are made at an angle parallel to the seal an integral conical surface of the saddle, of a reduced section, in a particular case rectangular, and in the saddle an annular groove is made with the possibility of installing gaskets in it.