RU180426U1

RU180426U1 - Axially symmetric locking and regulating valve with axial drive

Info

Publication number: RU180426U1
Application number: RU2017116534U
Authority: RU
Inventors: Юрий Арсентьевич Чашков; Роман Юрьевич Чашков
Original assignee: Юрий Арсентьевич Чашков; Роман Юрьевич Чашков
Priority date: 2017-05-12
Filing date: 2017-05-12
Publication date: 2018-06-13

Abstract

Клапан запорно-регулирующий осесимметричный с осевым приводом предназначен для управления перекачкой жидких и газовых сред, в том числе загрязненных, и регулирования давления в нагнетательных трубопроводах. Может использоваться в различных отраслях промышленности: газовой, нефтяной, химической, металлургической, АЭС, ТЭЦ и ЖКХ.Клапан имеет съемную крышку, на которой жестко, посредством пилона, закреплена внутри клапана обтекаемая втулка с разгруженным запорным узлом осевого потока, состоящим из трима и поршня перекрытия, внутри трима перемещение поршня производится вращением винтового привода, имеющего карданное соединение со штоком поршня. Вал осевого привода выходит через уплотнения во втулке и в корпусе вдоль клапана наружу, что требует незначительных усилий привода и простого уплотнения для вращения штока. Такая конструкция позволяет устанавливать клапан не только вверх крышкой, а в любом положении относительно оси трубопровода для удобства эксплуатации. Запорно-регулирующий осесимметричный клапан с осевым приводом имеет простую конструкцию для повышения его надежности и улучшения ремонтопригодности. 2 з.п. ф-лы, 2 фиг.An axisymmetric locking and regulating valve with an axial drive is designed to control the pumping of liquid and gas media, including contaminated ones, and to regulate the pressure in the discharge pipelines. It can be used in various industries: gas, oil, chemical, metallurgy, nuclear power plants, thermal power plants and housing and communal services. The valve has a removable cover, on which a streamlined sleeve with an unloaded axial flow locking unit consisting of a trim and a piston is rigidly fixed by means of a pylon overlap, inside the trim, the piston is moved by rotating a screw drive having a cardan connection to the piston rod. The shaft of the axial drive exits through the seals in the sleeve and in the housing along the valve to the outside, which requires little drive effort and a simple seal to rotate the stem. This design allows you to install the valve not only up the cover, but in any position relative to the axis of the pipeline for ease of operation. An axially-actuated axisymmetric shut-off valve has a simple design to increase its reliability and improve maintainability. 2 s.p. f-ly, 2 Fig.

Description

Полезная модель Клапан запорно-регулирующий осесимметричный с осевым приводом относится к трубопроводной арматуре для управления перекачкой жидких и газовых сред, в том числе загрязненных, регулирования давления в нагнетательных трубопроводах и может использоваться в различных отраслях промышленности: газовой, нефтяной, химической, металлургической, АЭС, ТЭЦ и ЖКХ.Utility model An axially symmetric axial-actuating shut-off valve refers to pipe fittings for controlling pumping of liquid and gas media, including contaminated ones, for regulating pressure in discharge pipelines and can be used in various industries: gas, oil, chemical, metallurgical, nuclear power plants, TPP and housing and communal services.

Полезная модель направлена на упрощение конструкции клапанов осевого потока и повышение их надежности. Данная конструкция со съемной крышкой с запорным узлом и осевым приводом поршня позволяет устанавливать клапан в любом положении относительно оси трубопровода, значительно снизить усилие на перемещение запора при открытии и закрытии, использовать клапан, как с ручным, так и механическим приводом.The utility model is aimed at simplifying the design of axial flow valves and increasing their reliability. This design with a removable cover with a locking unit and an axial piston actuator allows the valve to be installed in any position relative to the axis of the pipeline, significantly reduce the effort to move the closure when opening and closing, and use a valve with both manual and mechanical actuators.

Фирмы Моквелд-Голландия и Гудвин-Англия выпускают осесимметричные клапана осевого потока с использованием реечных приводов, где рейки взаимно перемещаются под углом 90 град. В таком приводе необходимо использовать особо прочные материалы, чтобы рейки не заклинились при малейшем износе и перекосе зубьев в узле передачи направления движения, специальные инструменты и сложные станки для изготовления. Поэтому клапана имеют очень высокую цену при покупке и сложную техническую эксплуатацию. Возвратно-поступательное перемещение вертикального штока требует значительной мощности внешних приводов и сложных сальниковых уплотнений линейного движения штока. Для обслуживания или ремонта клапанов необходимо их извлекать из трубопровода.Companies Mokveld-Holland and Goodwin-England produce axisymmetric axial flow valves using rack and pinion actuators, where the rails are mutually moved at an angle of 90 degrees. In such a drive, it is necessary to use especially durable materials so that the rails do not jam at the slightest wear and distortion of the teeth in the transmission unit of the direction of movement, special tools and complex machines for manufacturing. Therefore, the valves have a very high purchase price and difficult technical operation. The reciprocating movement of the vertical rod requires significant power from external drives and complex stuffing box packing for linear stem movement. To service or repair valves, they must be removed from the pipeline.

Кроме этих разработаны модели осесимметричных клапанов с приводом от вертикального штока на поршень с помощью горизонтальной шестерни (прямозубой или эвольвентного сопряжения), эксцентрика, пальца, рычажные и с другими типами приводов. Такие модели не нашли практического применения, но закрепили приоритет авторов.In addition to these, models of axisymmetric valves with an actuator from a vertical stem to a piston using a horizontal gear (spur or involute pairing), an eccentric, a pin, lever and other types of actuators have been developed. Such models did not find practical application, but secured the priority of the authors.

Наиболее близким техническим решением по назначению, технической сущности и достигаемому результату к заявляемому в качестве полезной модели запорно-регулирующему клапану осевого потока является клапан осевого потока, Патент на полезную модель №112970, Класс МПК: F16K 1/12, содержащий наружный корпус, жестко соединенный с ним обтекатель на съемной крышке и, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения внутри разгруженного плунжера, размещенного в направляющей втулке обтекателя. Такая конструкция имеет недостатки в передаче вертикального вращательного движения шестерни на горизонтальную зубчатую рейку. Радиальное усилие зубьев шестерни на зубья рейки прижимает ее к поверхности канала движения, увеличивая трение, износ зубьев и требуемое усилие привода, сложность контроля смазки пары шестерня-рейка в канале движения, колебания поршня в плунжере приводят к перекосу передачи в паре шестерня-рейка, повышенному износу.The closest technical solution to the purpose, technical nature and the achieved result to the axial flow shut-off and control valve claimed as a utility model is the axial flow valve. Utility Model Patent No. 112970, IPC Class: F16K 1/12, containing an outer casing, rigidly connected with it a fairing on a removable cover and mounted with the possibility of reciprocating movement inside the unloaded plunger, located in the guide bush of the fairing. This design has disadvantages in transmitting the vertical rotational movement of the gear to the horizontal gear rack. The radial force of the gear teeth on the teeth of the rack presses it to the surface of the motion channel, increasing friction, wear of the teeth and the required drive force, the difficulty of lubricating the gear-rack pair in the motion channel, the oscillations of the piston in the plunger lead to a skew transmission in the gear-rack pair, increased wear and tear.

Техническая задача, решаемая заявляемой полезной моделью, это создание простого, недорогого в изготовлении, обслуживании и ремонте запорно-регулирующего осесимметричного клапана для различных рабочих сред, включая с абразивными составляющими, и высоких давлений с использованием приводов малой мощности.The technical problem solved by the claimed utility model is the creation of a simple, inexpensive to manufacture, maintain and repair an axisymmetric shut-off and control valve for various working environments, including with abrasive components, and high pressures using low power drives.

Техническим результатом создания запорно-регулирующего осесимметричного клапана является упрощение конструкции, повышение его надежности и ремонтопригодности.The technical result of creating a locking and regulating axisymmetric valve is to simplify the design, increase its reliability and maintainability.

Технический результат достигается тем, что запорно-регулирующий осесимметричный клапан с осевым приводом имеет простую конструкцию для повышения его надежности и улучшения ремонтопригодности, за счет выполнения корпуса со съемной крышкой. На ней жестко, посредством пилона, закреплена в клапане обтекаемая втулка с запорным узлом, состоящим из трима и поршня перекрытия, перемещаемого внутри с помощью винтового привода, выходящего через втулку и корпус наружу, что обеспечивает легкость перемещения поршня, возможность разборки, обслуживания и ремонта клапана без снятия из трубопровода. Клапан имеет изогнутую входную часть по форме трубы и прямой выход для соединения с трубопроводом, и посадочное место с фланцем для установки внутрь на пилоне обтекаемой втулки с узлом перекрытия потока с помощью разгруженного осевого запора. Пилон установлен на крышке, прикручиваемой к фланцу с уплотнением болтами, он поддерживает внутри клапана обтекаемую втулку, в которой закреплен трим (сепаратор). В нем перемещается запорный поршень, соединенный с винтовой насадкой осевого привода, при этом вращение вала осевого привода, проходящего вдоль оси клапана через уплотнения в центре закрытого конца втулки и в изогнутой части корпуса клапана, требует незначительных усилий механического привода и простого уплотнения. Винтовая насадка и шток поршня имеют карданное соединение для возможности радиального колебания перекрывающего поршня при движении и воздействии на него турбулентного потока рабочей среды. Такой осевой привод позволяет устанавливать клапан не только вертикально вверх крышкой, а в любой ориентации по оси для улучшения условий монтажа, эксплуатации, техобслуживания и ремонта.The technical result is achieved by the fact that the axis-symmetric locking and regulating valve with an axial drive has a simple design to increase its reliability and improve maintainability, due to the housing with a removable cover. A streamlined sleeve with a locking assembly consisting of a trim and a piston of overlap moved internally by means of a screw drive exiting through the sleeve and body to the outside is rigidly fixed by means of a pylon through the pylon, which provides ease of movement of the piston, the possibility of disassembling, servicing and repairing the valve without removal from the pipeline. The valve has a curved inlet in the shape of a pipe and a direct outlet for connecting to the pipeline, and a seat with a flange for installation inside the pylon of a streamlined sleeve with a flow blocking unit using an unloaded axial lock. The pylon is mounted on a cover bolted to the flange with bolt seals; it supports a streamlined sleeve inside the valve, in which a trim (separator) is fixed. The locking piston connected to the screw nozzle of the axial drive moves in it, while the rotation of the shaft of the axial drive passing along the valve axis through the seals in the center of the closed end of the sleeve and in the curved part of the valve body requires little mechanical drive and a simple seal. The screw nozzle and piston rod have a cardan joint for the possibility of radial oscillation of the overlapping piston during movement and exposure to a turbulent flow of the working medium. Such an axial drive allows the valve to be installed not only vertically upwards with the cover, but in any axis orientation to improve installation, operation, maintenance and repair conditions.

Клапан запорно-регулирующий осесимметричный (см. Фиг. 1) содержит наружный корпус 1, герметичное уплотнение 2 съемной крышки 3, с жестко соединенными с ней пилоном 4 и обтекаемой втулкой 5, во внутренней полости которой размещен трим 6, внутри его перекрывающий поршень 7 с разгружающими отверстиями 8, карданное соединение 9, штока поршня 18 с винтовой насадкой 16, центрирующая трубка 17 и вал привода 10, проходящий через уплотнение глухого конца втулки 11 и уплотнение 12 в изогнутой входной части корпуса, маховик ручного вращения вала привода 13, посадочное седло 14, уплотнение 15 триммера с втулкой, уплотнение 19 поршня с триммером, стопорное кольцо 20.The axisymmetric locking-control valve (see Fig. 1) contains an outer casing 1, a hermetic seal 2 of a removable cover 3, with a pylon 4 rigidly connected to it and a streamlined sleeve 5, in which an inner trim 6 is placed, inside of which a piston 7, with unloading holes 8, cardan connection 9, piston rod 18 with screw nozzle 16, centering tube 17 and drive shaft 10 passing through the seal of the blind end of the sleeve 11 and the seal 12 in the curved input part of the housing, handwheel for manual rotation of the drive shaft 13, landing new seat 14, trim tab seal 15 with sleeve, piston seal 19 with trim tab, snap ring 20.

Клапан запорно-регулирующий осесимметричный с осевым приводом работает следующим образом:An axisymmetric locking and regulating valve with an axial actuator operates as follows:

- в открытом положении клапан находится внутри втулки, через полость А поток рабочей среды проходит осесимметрично между обтекаемой втулкой 5 и внутренней поверхностью корпуса 1 и съемной крышки 3. Поршень 7 за счет разгружающих отверстий 8 разгружен, давление в полостях А и Б выравнено, соответственно нагрузка на привод минимальная;- in the open position, the valve is inside the sleeve, through the cavity A, the fluid flow passes axisymmetrically between the streamlined sleeve 5 and the inner surface of the housing 1 and the removable cover 3. The piston 7 is unloaded due to the discharge holes 8, the pressure in the cavities A and B is equalized, respectively, the load minimum drive;

- для закрытия клапана вал привода 10 вращается, винтовая насадка через карданное соединение перемещает поршень 9 до упора в уплотнение седла 14, герметично отсекает полость А от полости Б, с помощью уплотнений 19, 15 и 11. Рабочее давление среды в закрытом положении действует через прорези триммера на боковые поверхности поршня, поэтому сопротивление его открытию минимально;- to close the valve, the drive shaft 10 rotates, the screw nozzle through the cardan joint moves the piston 9 all the way into the seat seal 14, hermetically seals the cavity A from the cavity B using seals 19, 15 and 11. The working pressure of the medium in the closed position acts through the slots trimmers on the side surfaces of the piston, therefore, its resistance to opening is minimal;

- для ремонта, техобслуживания уплотнений, контроля состояния пары триммер-поршень необходимо установить поршень в положение «открыто», винтовая насадка 16 войдет в центрирующую трубку 17. После этого освободить стопорное кольцо 20 вала снаружи изогнутой входной части клапана, выкрутить вал из винтовой насадки карданного соединения с поршнем и вытащить его из уплотнения втулки 11 и уплотнения корпуса клапана 12. После чего откручивают болты крепления крышки с пилоном и втулкой. Трим 6, устанавливаемый торцом вплотную к поверхности кольцевого посадочного седла 14, скользит по ней при разъединении крышки с корпусом. Таким образом отработавший плановый срок узел меняют на готовый к замене.- for repair, maintenance of seals, monitoring the condition of the trimmer-piston pair, it is necessary to set the piston in the “open” position, the screw nozzle 16 will enter the centering tube 17. After that, release the circlip 20 of the shaft outside the curved inlet of the valve, unscrew the shaft from the screw nozzle of the universal joint connection with the piston and pull it out of the seal of the sleeve 11 and the seal of the valve body 12. Then unscrew the bolts securing the cover with the pylon and the sleeve. Trim 6, which is installed end-to-end close to the surface of the annular landing seat 14, slides along it when the lid is disconnected from the housing. Thus, the fulfilled planned term of the unit is changed to ready for replacement.

Claims

1. The valve is an axisymmetric locking regulating valve with an axial actuator having a removable cover on which a streamlined sleeve with a locking assembly consisting of a trim and a piston of overlap is rigidly fixed by means of a pylon, characterized in that the piston inside the trim is connected to its stem with screw nozzle, is moved by rotating the axial drive shaft in it, emerging through the seals of the blind end of the sleeve and body along the valve axis to the outside.

2. An axially symmetric locking and regulating valve with an axial actuator according to claim 1, characterized in that the screw nozzle of the axial actuator and the piston of the overlapping piston have a universal joint.

3. The locking and regulating valve is axisymmetric with an axial drive according to claim 1, characterized in that it has a curved inlet in the form of a pipe.