RU2683219C1

RU2683219C1 - Axial valve

Info

Publication number: RU2683219C1
Application number: RU2018111812A
Authority: RU
Inventors: Антон Евгеньевич Лебедев; Анна Борисовна Капранова; Александр Михайлович Мельцер; Дмитрий Викторович Воронин; Сергей Владимирович Неклюдов; Егор Михайлович Серов
Priority date: 2018-04-02
Filing date: 2018-04-02
Publication date: 2019-03-26

Abstract

FIELD: valve production.

SUBSTANCE: valve contains outer and inner housings, inlet and outlet flanges, a flow divider, coaxially to which a locking member is installed, connected to a rack and pinion drive by means of a stem, and placed in the outlet flange an expansion bushing. At that, on the stem are sequentially placed the locking body in the form of a disk with rounded edges from the inner housing, made in the form of a spiral flow divider, which turns pitch increases from the inner housing to the output flange, and the guide disk with windows, and the expansion bushing is made cylinder-conical, wherein the conical section is located on the inner housing side.

EFFECT: invention enables simplification, increase in quality, tightness in the closed state and the regulation efficiency improvement.

1 cl, 4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к арматуростроению, в частности, к регулирующим клапанам осевого потока, применяемым в промышленной трубопроводной арматуре, и предназначено для регулирования и перекрытия рабочих сред жидкостей и газов.The present invention relates to valve manufacturing, in particular, to axial flow control valves used in industrial pipe fittings, and is intended for regulating and shutting off working fluids of liquids and gases.

Известен осевой клапан DN 100 - 1800 PN 10 - 160 [http://gpvalve.ru/files/images/doc/pdf/31.pdf страница 15] содержащий корпус, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, выполненный в виде набора соосно установленных перфорированных полых цилиндров, поршень с приводом и преобразователем вращательного движения в поступательное, представляющим собой кривошипно-шатунный механизм.Known axial valve DN 100 - 1800 PN 10 - 160 [http://gpvalve.ru/files/images/doc/pdf/31.pdf page 15] comprising a housing, inlet and outlet nozzles with flanges, a flow divider made in the form a set of coaxially mounted perforated hollow cylinders, a piston with a drive and a converter of rotational motion into translational, which is a crank mechanism.

Недостатками данного клапана является возникновение кавитации по причине высокого перепада давлений, недостаточная герметичность в закрытом состоянии, а также низкая эффективность регулирования.The disadvantages of this valve are the occurrence of cavitation due to the high differential pressure, insufficient tightness in the closed state, and low regulation efficiency.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является осевой клапан [http://www.mokveldm.com/attachments/article/10/1-1.pd] содержащий внешний и внутренний корпусы, входной и выходной фланцы, делитель потока, представляющий собой перфорированный цилиндр, соосно которому установлен запирающий орган, соединенный с реечным приводом при помощи штока. С целью установки внутренних деталей в выходном фланце размещена расширительная втулка.Closest to the proposed invention is an axial valve [http://www.mokveldm.com/attachments/article/10/1-1.pd] containing the outer and inner bodies, inlet and outlet flanges, a flow divider, which is a perforated cylinder, coaxial to which a locking member is mounted connected to the rack and pinion drive by means of a rod. In order to install internal parts, an expansion sleeve is placed in the output flange.

Недостатками данного клапана являются возникновение кавитации, недостаточная герметичность в закрытом состоянии, а также низкая эффективность регулирования.The disadvantages of this valve are the occurrence of cavitation, insufficient tightness in the closed state, as well as low regulation efficiency.

Задачей предлагаемого изобретения является создание осевого клапана простой конструкции, позволяющего снизить кавитацию, повысить герметичность в закрытом состоянии, а также улучшить эффективность регулирования.The objective of the invention is the creation of an axial valve of simple design, which allows to reduce cavitation, increase tightness in the closed state, and also improve the efficiency of regulation.

Поставленная задача достигается тем, что в осевом клапане содержащем внешний и внутренний корпусы, входной и выходной фланцы, делитель потока, соосно которому установлен запирающий орган, соединенный с реечным приводом при помощи штока, размещенную в выходном фланце расширительную втулку, на штоке последовательно размещены запирающий орган представляющий собой диск со скругленными краями со стороны внутреннего корпуса, делитель потока выполненный в виде спирали, шаг витков которой увеличивается от внутреннего корпуса к выходному фланцу, и направляющий диск с окнами, а расширительная втулка выполнена цилиндро-конической, причем конический участок расположен со стороны внутреннего корпуса.The task is achieved by the fact that in the axial valve containing the outer and inner bodies, inlet and outlet flanges, a flow divider coaxially to which a locking member is mounted, connected to the rack drive by means of a rod, an expansion sleeve placed in the output flange, a locking member is sequentially placed on the stem representing a disk with rounded edges from the side of the inner case, the flow divider is made in the form of a spiral, the step of the turns of which increases from the inner case to the output flag zu, and a guide disc with windows, and the expansion sleeve is cylindro-conical, wherein the conical portion located on the side of the inner housing.

На фиг. 1 изображена схема осевого клапана в промежуточном положении.In FIG. 1 shows a diagram of an axial valve in an intermediate position.

На фиг. 2 показано расположение делителя потока в открытом состоянии.In FIG. 2 shows the location of the flow divider in the open state.

На фиг. 3 представлен клапан полностью закрытым.In FIG. 3 shows the valve fully closed.

На фиг. 4 показан вид А.In FIG. 4 shows view A.

Осевой клапан содержит внешний 1 и внутренний 2 корпусы, входной 3 и выходной 4 фланцы, реечный привод 5, шток 6, цилиндро-коническую расширительную втулку 7. наличие конического участка упрощает ее монтаж в корпус 1 клапана.The axial valve contains external 1 and internal 2 bodies, input 3 and output 4 flanges, rack drive 5, rod 6, cylinder-conical expansion sleeve 7. The presence of a conical section simplifies its installation in the valve body 1.

Делитель потока выполнен в виде установленной на шток 6 спирали 8, контактирующей внешними частями витков с внутренней поверхностью расширительной втулки 7, что предотвращает протечки и организует направленное движение жидкости между витками спирали.The flow divider is made in the form of a spiral 8 mounted on the rod 6, in contact with the external parts of the coils with the inner surface of the expansion sleeve 7, which prevents leakage and organizes the directional movement of fluid between the coils of the spiral.

Запирающий орган представляет собой установленный на шток 6 диск 9 со скругленными краями со стороны внутреннего корпуса 2 и контактирующий со спиралью 8 с противоположной стороны. На конце штока размещен направляющий диск 10 с окнами 11, обеспечивающий деление потока на струи, что также снижает кавитацию в конечной зоне.The locking body is a disk 9 mounted on the stem 6 with rounded edges from the side of the inner housing 2 and in contact with the spiral 8 from the opposite side. At the end of the rod there is a guide disk 10 with windows 11, which provides the division of the stream into jets, which also reduces cavitation in the final zone.

Осевой клапан работает следующим образом.The axial valve operates as follows.

В полностью закрытом положении (крайнее правое положение запирающего органа) диск 9 контактирует с внутренней поверхностью расширительной втулки 7 в зоне ее конического участка, при этом полностью перекрывается течение жидкости через клапан.In the fully closed position (the extreme right position of the locking body), the disk 9 is in contact with the inner surface of the expansion sleeve 7 in the area of its conical section, while the flow of fluid through the valve is completely blocked.

При открытии клапана диск 9 перемещается вдоль расширительной втулки 7, открывая при этом доступ в витки спирали 8.When opening the valve, the disk 9 moves along the expansion sleeve 7, while opening up access to the coils of the spiral 8.

Жидкость начинает течь между витками спирали 8 по направлению к выходному фланцу 4.The liquid begins to flow between the turns of the spiral 8 towards the outlet flange 4.

С целью создания гидравлического сопротивления, необходимого для уменьшения расхода, на пути потока размещена спираль 8. Величина гидравлического сопротивления потоку изменяется в зависимости от количества витков спирали на его пути, регулируемое перемещением спирали 8.In order to create the hydraulic resistance necessary to reduce the flow, a spiral 8 is placed in the flow path. The hydraulic resistance to the flow varies depending on the number of turns of the spiral in its path, controlled by the movement of the spiral 8.

Это позволяет исключить из работы часть витков спирали, то есть жидкость проходит клапан, минуя эти витки.This allows you to exclude from work part of the turns of the spiral, that is, the liquid passes the valve, bypassing these turns.

С целью увеличения гидравлического сопротивления на начальном этапе открытия клапана, где имеет место максимальный перепад давлений, шаг витков спирали выполнен переменным и увеличивается по ее длине от внутреннего корпуса к выходному фланцу. Это позволяет снизить сопротивление потоку на конечных фазах открытия клапана, где высокое гидравлическое сопротивление не требуется.In order to increase the hydraulic resistance at the initial stage of valve opening, where the maximum pressure drop takes place, the pitch of the spiral turns is made variable and increases along its length from the inner case to the outlet flange. This reduces flow resistance in the final phases of valve opening, where high flow resistance is not required.

При полностью открытом клапане проходное сечение внутри расширительной втулки 7 не занято спиралью 8, что способствует малому сопротивлению потока и снижению его закрутки витками спирали.When the valve is fully open, the passage section inside the expansion sleeve 7 is not occupied by the spiral 8, which contributes to a small resistance to the flow and to reduce its swirling by turns of the spiral.

С целью разгрузки реечного привода и спирали на штоке размещен направляющий диск 10 с окнами 11 для прохода жидкости.In order to unload the rack drive and the spiral, a guide disk 10 with windows 11 for the passage of fluid is placed on the rod.

В предлагаемой конструкции клапана регулирование давления осуществляется путем изменения числа витков спирали, находящихся внутри расширительной втулки, создающих гидравлическое сопротивление потоку. Такой способ регулирования позволяет плавно понижать давление, что способствует снижению кавитационных эффектов. Выполнение спирали с переменным шагом витков способствует формированию зон понижения давления (между соседними витками) различных размеров, что повышает эффективность регулирования.In the proposed valve design, the pressure is controlled by changing the number of turns of the spiral inside the expansion sleeve, creating hydraulic resistance to flow. This method of regulation allows you to smoothly lower the pressure, which helps to reduce cavitation effects. The implementation of a spiral with a variable pitch of coils contributes to the formation of pressure reduction zones (between adjacent coils) of various sizes, which increases the efficiency of regulation.

Предлагаемая конструкция осевого клапана обладает сравнительной простотой, снижает кавитационные эффекты, повышает герметичность в закрытом состоянии, а также улучшает эффективность регулирования.The proposed axial valve design has comparative simplicity, reduces cavitation effects, increases tightness in the closed state, and also improves the efficiency of regulation.

Использование в качестве делителя потока спирали позволяет эффективно регулировать гидравлическое сопротивление и бороться с кавитационными явлениями за счет организации закрученных струй.Using a spiral flow divider allows you to effectively adjust the hydraulic resistance and deal with cavitation phenomena through the organization of swirling jets.

Claims

Осевой клапан, содержащий внешний и внутренний корпусы, входной и выходной фланцы, делитель потока, соосно которому установлен запирающий орган, соединенный с реечным приводом при помощи штока, размещенную в выходном фланце расширительную втулку, отличающийся тем, что на штоке последовательно размещены запирающий орган, представляющий собой диск со скругленными краями со стороны внутреннего корпуса, делитель потока, выполненный в виде спирали, шаг витков которой увеличивается от внутреннего корпуса к выходному фланцу, дополнительно - направляющий диск с окнами, а расширительная втулка выполнена цилиндрово-конической, причем конический участок расположен со стороны внутреннего корпуса.An axial valve comprising external and internal housings, inlet and outlet flanges, a flow divider coaxially to which a locking member is mounted, connected to the rack drive by means of a rod, an expansion sleeve located in the output flange, characterized in that a locking member is sequentially placed on the rod, representing a disk with rounded edges from the side of the inner case, a flow divider made in the form of a spiral, the step of the turns of which increases from the inner case to the output flange, in addition - a guide disk with windows, and the expansion sleeve is cylindrical-conical, and the conical section is located on the side of the inner case.