RU2692607C1 - Straight-flow control valve - Google Patents

Abstract

FIELD: valve industry.SUBSTANCE: straight-flow control valve includes external and internal housings, inlet and outlet flanges, flow divider representing a perforated cylinder, coaxial to which there is a locking member connected to the rack-type actuator by means of a rod, an expansion bushing arranged in the outlet flange. Locking element is installed with possibility of rotation around its axis. End section of the rod is installed in the cavity of the internal housing by means of a bearing. Holes in the perforated cylinder and the locking member have the same shape and are arranged in circular rows. Distances between rows, distance to edge of outlet flange from nearest row of holes and angular pitch between centers of holes in perforated cylinder and locking member are identical. In the gap between the perforated cylinder and the locking member, between annular rows of holes there are ring seals, one part fixed in annular slots on the inner surface of the perforated cylinder, and the other – installed in annular slots on outer surface of the locking member with possibility of movement.EFFECT: disclosed valve has a relatively simple design, which reduces turbulence and cavitation effects, as well as longer service life of the valve.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 valves, in particular, to the axial flow control valves used in industrial pipe fittings, and is intended to regulate and shut off the working fluids of liquids and gases.

Известен прямоточный регулирующий 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 direct-flow control 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 of a set of coaxially mounted perforated hollow cylinders, a piston with a drive and a transducer of rotational motion into translational, which represents a crank-connecting rod mechanism.

Недостатками данного клапана является возникновение кавитации по причине высокого перепада давлений.The disadvantages of this valve is the occurrence of cavitation due to the high pressure differential.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является прямоточный регулирующий клапан [Пат. 2657371 Российская Федерация, МПК F16K 1/12. Прямоточный регулирующий клапан / А.Е. Лебедев, А.Б. Капранова, A.M. Мельцер, Воронин Д.В., Неклюдов С.В., Серов Е.М. - Опубл. 13.06.2018. Бюл. №17], 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, размещенную в выходном фланце расширительную втулку, запирающий орган установлен возможностью поворота вокруг своей оси, причем концевой участок штока установлен в полости внутреннего корпуса при помощи подшипника, а в зоне выходного фланца запирающий орган опирается на цилиндрический выступ, выполненный в расширительной втулке, кроме того, на поверхности штока и реечном приводе выполнены находящиеся в зацеплении зубчатые венцы, а отверстия в перфорированном цилиндре и запирающем органе имеют одинаковую форму, размещены кольцевыми рядами, причем расстояния между рядами, расстояние до края выходного фланца от ближайшего к нему ряда отверстий и угловой шаг между центрами отверстий в перфорированном цилиндре и запирающем органе одинаковые.Closest to the proposed invention is a direct-flow control valve [US Pat. 2657371 Russian Federation, IPC F16K 1/12. Direct-flow control valve / A.E. Lebedev, A.B. Kapranova, A.M. Melzer, Voronin D.V., Neklyudov S.V., Serov E.M. - Publ. 13.06.2018. Bul No. 17], containing outer and inner housings, inlet and outlet flanges, flow divider, which is a perforated cylinder, coaxially with which a locking member is installed, connected to a rack and pinion drive by means of a stem, an expansion sleeve placed in the outlet flange, the locking member is installed to rotate around its axis, with the end portion of the stem installed in the cavity of the inner housing with a bearing, and in the area of the output flange locking body rests on a cylindrical protrusion, made in p The expansion sleeve, moreover, meshed ring gears are made on the surface of the rod and the rack drive, and the holes in the perforated cylinder and the locking body have the same shape, are arranged in annular rows, the distance between the rows, the distance to the edge of the output flange from the row nearest to it holes and the angular step between the centers of the holes in the perforated cylinder and the locking body are the same.

Недостатками данного клапана являются возникновение кавитации и возможность протекания жидкости между делителем потока и запирающим органом.The disadvantages of this valve are the occurrence of cavitation and the possibility of fluid flow between the flow divider and the locking organ.

Задачей данного изобретения является создание прямоточного регулирующего клапана простой конструкции, позволяющего снизить кавитацию и исключить протекание жидкости между делителем потока и запирающим органом.The objective of this invention is to create a flow control valve of simple construction, allowing to reduce cavitation and eliminate the flow of fluid between the flow divider and the locking body.

Поставленная задача достигается тем, что в прямоточном регулирующем клапане, содержащем 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, размещенную в выходном фланце расширительную втулку, запирающий орган установлен возможностью поворота вокруг своей оси, причем концевой участок штока установлен в полости внутреннего корпуса при помощи подшипника, а в зоне выходного фланца запирающий орган опирается на цилиндрический выступ, выполненный в расширительной втулке, кроме того, на поверхности штока и реечном приводе выполнены находящиеся в зацеплении зубчатые венцы, а отверстия в перфорированном цилиндре и запирающем органе имеют одинаковую форму, размещены кольцевыми рядами, причем расстояния между рядами, расстояние до края выходного фланца от ближайшего к нему ряда отверстий и угловой шаг между центрами отверстий в перфорированном цилиндре и запирающем органе одинаковые, в зазоре между перфорированным цилиндром и запирающим органом, между кольцевыми рядами отверстий установлены кольцевые уплотнения, одной частью закрепленные в кольцевые пазы на внутренней поверхности перфорированного цилиндра, а другой установлены с возможностью перемещения в кольцевые пазы на внешней поверхности запирающего органа.The task is achieved by the fact that in a direct-flow control valve containing outer and inner housings, inlet and outlet flanges, a flow divider, which is a perforated cylinder, coaxially mounted with a locking member connected to a rack and pinion drive by means of a rod, a expansion sleeve placed in the outlet flange , the locking organ is installed by the possibility of rotation around its axis, with the end portion of the rod installed in the cavity of the inner housing with a bearing, and in the area of the output fl The nitsa locking member rests on a cylindrical protrusion made in the expansion sleeve, moreover, the gear rims are meshed on the surface of the rod and the pinion drive, and the holes in the perforated cylinder and the locking organ have the same shape, are arranged in annular rows, and the distances between the rows, the distance to the edge of the output flange from the row of holes nearest to it and the angular step between the centers of the holes in the perforated cylinder and the locking organ are the same, in the gap between the perforated holes m and the locking cylinder body between the annular rows of holes set ring seals, one part attached to annular grooves on the inner surface of the perforated cylinder, and the other is movably mounted in annular grooves on the outer surface of the locking body.

На фиг. 1 изображена схема прямоточного регулирующего клапана.FIG. 1 shows a diagram of a flow control valve.

На фиг. 2 показан вид А.FIG. 2 shows view A.

На фиг. 3 и фиг. 4 представлено (увеличено 4:1) расположение кольцевых пазов.FIG. 3 and FIG. 4 shows (increased 4: 1) the location of the annular grooves.

Прямоточный регулирующий клапан содержит внешний 1 и внутренний 2 корпусы, входной 3 и выходной 4 фланцы, делитель потока, представляющий собой перфорированный цилиндр 5, соосно которому установлен запирающий орган 6. На поверхности перфорированного цилиндра 5 выполнены отверстия 7, а на поверхности запирающего органа 6 - отверстия 8. Запирающий орган 6 соединен с реечным приводом 9 при помощи штока 10. В выходном фланце 4 установлена расширительная втулка 11. С целью обеспечения запирающему органу возможности поворота вокруг своей оси, концевой участок штока 10 установлен в полости внутреннего корпуса 2 при помощи подшипника 12, а в зоне выходного фланца за счет цилиндрического выступа, выполненного в расширительной втулке 11. Для осуществления поворота запирающего органа на поверхности штока 10 и реечного привода 9 выполнены находящиеся в зацеплении зубчатые венцы 13 и 14.The direct-flow control valve contains outer 1 and inner 2 housings, inlet 3 and outlet 4 flanges, a flow divider representing a perforated cylinder 5, coaxially mounted with a locking member 6. On the surface of the perforated cylinder 5, holes 7 are made, and on the surface of the locking member 6 - holes 8. The locking element 6 is connected to the rack and pinion drive 9 by means of the rod 10. In the output flange 4, an expansion sleeve 11 is installed. In order to ensure that the locking body can rotate around its axis, the end parts of the rod 10 is installed in the cavity of the inner housing 2 using a bearing 12, and in the area of the output flange due to a cylindrical protrusion made in the expansion sleeve 11. To implement the rotation of the locking member on the surface of the rod 10 and rack and pinion drive 9, the gear rims 13 are engaged and 14.

С целью предотвращения протекания жидкости зазоре между перфорированным цилиндром 5 и запирающим органом 6, между кольцевыми рядами отверстий 8 установлены кольцевые уплотнения 15, одной частью закрепленные в кольцевые пазы 16 на внутренней поверхности перфорированного цилиндра 5, а другой установлены с возможностью перемещения в кольцевые пазы 17 на внешней поверхности запирающего органа 6.In order to prevent the liquid from flowing between the perforated cylinder 5 and the locking body 6, between the annular rows of holes 8 are installed annular seals 15, one part fixed in annular grooves 16 on the inner surface of the perforated cylinder 5 and the other mounted to move in annular grooves 17 on outer surface of the locking organ 6.

Прямоточный регулирующий клапан работает следующим образом.Flow control valve operates as follows.

Жидкость поступает через входной фланец 3 в полость между внутренней поверхностью внешнего корпуса 1 и наружной поверхностью внутреннего корпуса 2, обтекает внутренний корпус и направляется через отверстия 7 и 8 в перфорированном цилиндре 5 и запирающем органе 6 к выходному фланцу 4.The liquid enters through the inlet flange 3 into the cavity between the inner surface of the outer case 1 and the outer surface of the inner case 2, flows around the inner case and is directed through the holes 7 and 8 in the perforated cylinder 5 and the locking body 6 to the outlet flange 4.

При полностью открытом клапане запирающий орган 6 повернут относительно перфорированного цилиндра таким образом, что оси отверстий 7 и 8 совпадают, то есть имеет место полное открытие (совпадение) отверстий. Для уменьшения расхода запирающий орган поворачивается относительно своей оси, при этом происходит смещение осей отверстий 8 и проходное сечение, через которое проходит жидкость, уменьшается. При полностью закрытом клапане отверстия полностью закрыты.When the valve is fully open, the locking member 6 is rotated relative to the perforated cylinder so that the axes of the holes 7 and 8 coincide, that is, there is a full opening (coincidence) of the holes. To reduce the flow rate, the locking member rotates about its axis, thus the axes of the holes 8 are displaced and the flow area through which the fluid passes decreases. When the valve is fully closed, the holes are completely closed.

Для осуществления поворота запирающего органа 6 относительно своей оси на поверхности штока 10 и реечного привода 9 выполнены находящиеся в зацеплении зубчатые венцы 13 и 14. Это обеспечивает поворот запирающего органа 6 при вертикальном перемещении реечного привода 9. При этом концевой участок штока 10 установлен в полости внутреннего корпуса 2 при помощи подшипника 12, а в зоне выходного фланца крепится за счет цилиндрического выступа (упирается в его поверхность), выполненного в расширительной втулке 11.To implement the rotation of the locking body 6 relative to its axis on the surface of the rod 10 and the rack and pinion actuator 9, the gear rims 13 and 14 are engaged. This ensures the rotation of the locking member 6 when the rack and pinion actuator 9 vertically moves. housing 2 by means of a bearing 12, and in the area of the output flange is fixed by a cylindrical protrusion (rests on its surface), made in the expansion sleeve 11.

С целью полного совпадения осей отверстий и их одинакового перекрытия расстояния между рядами, расстояние до края выходного фланца от ближайшего к нему ряда отверстий и угловой шаг между центрами отверстий в перфорированном цилиндре и запирающем органе выполнены одинаковыми.In order to completely coincide the axes of the holes and their equal overlap of the distance between the rows, the distance to the edge of the output flange from the row of holes nearest to it and the angular step between the centers of the holes in the perforated cylinder and the locking body are the same.

Благодаря тому, что в зазоре между перфорированным цилиндром и запирающим органом, между кольцевыми рядами отверстий установлены кольцевые уплотнения, одной частью закрепленные в кольцевые пазы на внутренней поверхности перфорированного цилиндра, а другой установлены с возможностью перемещения в кольцевые пазы на внешней поверхности запирающего органа удается предотвратить протекание жидкости в вышеуказанном зазоре, а также повысить герметичность клапана в закрытом положении. Кроме того наличие кольцевых уплотнений позволяет предотвратить искажение формы струй в процессе течения в отверстиях за счет исключения течения жидкости в зазоре, что положительно скажется на снижении кавитации.Due to the fact that in the gap between the perforated cylinder and the locking body, between the annular rows of holes are installed annular seals, one part fixed in the annular grooves on the inner surface of the perforated cylinder, and the other mounted to move in the annular grooves on the outer surface of the locking member fluid in the above gap, as well as improve the tightness of the valve in the closed position. In addition, the presence of annular seals helps to prevent distortion of the shape of the jets in the process of flow in the holes by eliminating the flow of fluid in the gap, which will positively affect the reduction of cavitation.

Предлагаемый прямоточный регулирующий клапан имеет сравнительно простую конструкцию, позволяющую уменьшить турбулентность и кавитационные эффекты, а также повысить срок службы клапана.The proposed direct-flow control valve has a relatively simple design that allows to reduce turbulence and cavitation effects, as well as to increase the service life of the valve.

Claims (1)

Прямоточный регулирующий клапан, 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, размещенную в выходном фланце расширительную втулку, запирающий орган установлен с возможностью поворота вокруг своей оси, причем концевой участок штока установлен в полости внутреннего корпуса при помощи подшипника, а в зоне выходного фланца запирающий орган опирается на цилиндрический выступ, выполненный в расширительной втулке, кроме того, на поверхности штока и реечном приводе выполнены находящиеся в зацеплении зубчатые венцы, а отверстия в перфорированном цилиндре и запирающем органе имеют одинаковую форму, размещены кольцевыми рядами, причем расстояния между рядами, расстояние до края выходного фланца от ближайшего к нему ряда отверстий и угловой шаг между центрами отверстий в перфорированном цилиндре и запирающем органе одинаковые, отличающийся тем, что в зазоре между перфорированным цилиндром и запирающим органом, между кольцевыми рядами отверстий, установлены кольцевые уплотнения, одной частью закрепленные в кольцевые пазы на внутренней поверхности перфорированного цилиндра, а другой - установлены с возможностью перемещения в кольцевые пазы на внешней поверхности запирающего органа.The direct-flow control valve containing the outer and inner housings, the inlet and outlet flanges, the flow divider, which is a perforated cylinder, coaxially with a locking member connected to the rack and pinion drive via a stem, the locking member mounted in the outlet flange, can be rotated around its axis, with the end portion of the stem installed in the cavity of the inner housing with a bearing, and in the area of the output flange the locking member rests on the cylinder Moreover, a protrusion made in the expansion sleeve, moreover, meshed ring gears are made on the surface of the rod and the rack drive, and the holes in the perforated cylinder and the locking body have the same shape, are arranged in annular rows, the distance between the rows and the distance to the edge of the output flange from the nearest number of holes and the angular step between the centers of the holes in the perforated cylinder and the locking body are the same, characterized in that in the gap between the perforated cylinder and the locking The sealing body, between the annular rows of holes, has annular seals, one part fixed in annular grooves on the inner surface of the perforated cylinder, and the other part mounted to move in annular grooves on the outer surface of the locking organ.

Images