RU2378546C1

RU2378546C1 - Control valve (versions)

Info

Publication number: RU2378546C1
Application number: RU2008123934/06A
Authority: RU
Original assignee: Селиванов Николай Павлович
Priority date: 2008-06-18
Filing date: 2008-06-18
Publication date: 2010-01-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: group of inventions is related to stop and control valves, in particular to valves of stop and control pipeline facilities, which are used for control of transported medium flow, and may be used to control flow of gas in technological piping of gas or gas-condensate well, in gas pipeline, at compressor station, in gas storages. Control valve comprises vessel with central channel, with cage lock unit installed in it, with supply and drain nozzles and combined drive mechanism. Combined drive mechanism consists of two drive mechanisms of unidirectional action and one mechanism of counterdirectional action. Cage stop unit comprises cartridge with throughput holes and throttle gate. Cartridge is made of hard-alloy material. Throttle gate is installed with the possibility to close throughput openings of cartridge, is arranged in the form of cup, internal surface of which is protected with highly strong layer, which is congruent to its shape, and is connected to stem. Stem is connected to shaft by means of coupling. Drive mechanisms are mounted on shaft with the possibility of autonomous action. One of mechanisms is arranged as pneumatic, the other one is mechanical or manual, and the third one, which complements them, is arranged in the form of automatic mechanism of shaft reciprocal motions, which are counterdirectional to any of mentioned drive mechanisms of unidirectional action. On valve body the following components are mounted serially with shaft enclosure - body of shaft reciprocal motion mechanism, pneumatic drive mechanism, mechanical or manual drive mechanism. Pneumatic drive mechanism is arranged in the form of membrane chamber, having membrane installed on rigid disk. Disk is rigidly fixed on shaft. Mechanical or manual driving mechanism is equipped with converter of rotary motion into reciprocal motion of shaft, is mounted with the possibility of shaft autonomous displacement without transfer of rotary motion to it in direction of valve opening-closing and is communicated to mechanism of shaft reciprocal motions with the possibility of automatic closure of cartridge throughput holes by throttle gate with rotation of mechanical or manual drive mechanism that permits such motion and duplicates pneumatic one. There is version of control valve design.

EFFECT: increased working allowances in manufacturing and provision of stable operation of device in wide range of positive and negative temperatures in various climatic conditions, simplified kinematics of drive and its application in any operational conditions, when it is necessary to involve duplicating drive mechanism.

25 cl, 10 dwg

Description

Группа изобретений относится к запорно-регулировочной арматуре, в частности к клапанам запорно-регулировочной трубопроводной арматуры, применяемым для регулирования расхода транспортируемой среды, и может быть использована для регулирования расхода газа в технологической обвязке газовой или газоконденсатной скважины, в газопроводе, на компрессорной станции, в хранилищах газа.The group of inventions relates to shut-off and control valves, in particular to valves of shut-off and control pipe fittings used to control the flow rate of the transported medium, and can be used to control gas flow in the process piping of a gas or gas condensate well, in a gas pipeline, at a compressor station, in gas storage facilities.

Из существующего уровня техники известен регулирующий клапан запорно-регулировочной арматуры, включающий пневматический привод, а также устройство механического открытия клапана (см., напр., RU 2174629 С1, опубл. 27.12.2000).From the existing level of technology, a control valve is known for shut-off and control valves, including a pneumatic actuator, as well as a mechanical valve opening device (see, for example, RU 2174629 C1, publ. 27.12.2000).

Из существующего уровня техники известен пневматический привод для регулирующего клапана, включающий автономный источник аварийной подачи газа (см., напр., RU 2248473 С1, опубл. 20.03.2005).From the current level of technology, a pneumatic actuator for a control valve is known that includes an autonomous source of emergency gas supply (see, for example, RU 2248473 C1, publ. March 20, 2005).

Недостатками этих известных решений является недостаточная стабильность работы, сложность конструкций, высокая материалоемкость, энерго- и трудоемкость их изготовления.The disadvantages of these known solutions are the lack of stability, complexity of designs, high material consumption, energy and labor intensity of their manufacture.

Задачей данной группы изобретений является повышение рабочих допусков при изготовлении и обеспечение стабильной работы в широком диапазоне положительных и отрицательных температур в различных климатических условиях, упрощение кинематики дублирующего привода.The objective of this group of inventions is to increase the operating tolerances in the manufacture and ensure stable operation in a wide range of positive and negative temperatures in various climatic conditions, simplifying the kinematics of the backup drive.

Данная задача в части одного варианта выполнения устройства решается за счет того, что регулирующий клапан содержит корпус с центральным каналом с установленным внутри него клетковым запорным узлом, с подводящим и отводящим патрубками и комбинированный приводной механизм, состоящий не менее чем из двух приводных механизмов однонаправленного действия и одного механизма противонаправленного действия, при этом клетковый узел включает, по меньшей мере, одну выполненную из твердосплавного материала гильзу не менее чем с двумя пропускными отверстиями, дроссельную заслонку, установленную с возможностью перекрытия пропускных отверстий гильзы, выполненную в виде чаши, внутренняя поверхность которой защищена конгруэнтным ее форме высокопрочным слоем, например, металла или упрочняющей металлизации, и соединенную со штоком и через него в свою очередь посредством муфты с валом, на котором с частичным совмещением по длине смонтированы с возможностью автономного действия упомянутые приводные механизмы, один из которых выполнен пневматическим, другой механическим или ручным, а третий, дополняющий их, выполнен в виде автоматического механизма возвратных перемещений вала, противонаправленных совершенным от любого из упомянутых приводных механизмов однонаправленного действия, при этом на корпусе клапана жестко разъемно с охватом вала последовательно смонтированы корпус механизма возвратных перемещений вала, пневматический приводной механизм, который выполнен в виде мембранной камеры, имеющей мембрану, установленную на жестком диске, жестко закрепленном на валу, механический или ручной приводной механизм, снабженный преобразователем вращательного движения в поступательное движение вала и смонтированный с возможностью автономного перемещения вала без передачи на него вращательного движения в направлении открытия-закрытия клапана и сообщенный с механизмом возвратных перемещений вала с возможностью автоматического перекрытия дроссельной заслонкой пропускных отверстий гильзы при разрешающем такое движение вращении ручного или механического приводного механизма, дублирующего пневматический.This problem in terms of one embodiment of the device is solved due to the fact that the control valve comprises a housing with a central channel with a cellular locking unit installed inside it, with inlet and outlet pipes and a combined drive mechanism consisting of at least two unidirectional drive mechanisms and one mechanism of antidirectional action, while the cell node includes at least one sleeve made of carbide material with at least two throughputs openings, a throttle valve installed with the possibility of blocking the passage openings of the sleeve, made in the form of a bowl, the inner surface of which is protected by a congruent shape with a high-strength layer, for example, metal or reinforcing metallization, and connected to the rod and through it in turn by means of a coupling with a shaft, on which, with partial alignment along the length, the aforementioned drive mechanisms are mounted with the possibility of autonomous action, one of which is made pneumatic, the other mechanical or manual, and the third, supplementing them, is made in the form of an automatic mechanism of shaft return movements, antidirectional perfect from any of the aforementioned drive mechanisms of unidirectional action, while on the valve body the housing of the mechanism of shaft return movements, a pneumatic drive mechanism, which is made in the form of a membrane chamber having a membrane mounted on a hard disk rigidly mounted on a shaft, a mechanical or manual drive mechanism, with Included with a rotary motion converter into translational shaft movement and mounted with the possibility of autonomous shaft movement without transmitting rotational motion to it in the valve opening-closing direction and communicated with a shaft return movement mechanism with the possibility of automatic shutoff of the sleeve through-holes by the throttle when the movement allows manual or mechanical drive mechanism duplicating pneumatic.

Мембранная камера может быть сообщена с резервной емкостью рабочего газа посредством трубопровода, содержащего автоматическое устройство регулирования давления подачи газа в мембранную камеру, например редуктор.The membrane chamber can be communicated with the reserve capacity of the working gas through a pipe containing an automatic device for regulating the pressure of gas supply to the membrane chamber, for example, a reducer.

Механизм возвратных перемещений вала может включать рабочий орган, выполненный с возможностью накопления кинетической энергии при движении, направленном на открытие регулирующего клапана любым из приводных механизмов однонаправленного действия.The mechanism of the shaft return movements may include a working body configured to accumulate kinetic energy during movement aimed at opening the control valve by any of the unidirectional actuating mechanisms.

В мембранной камере может быть выполнено отверстие для пропуска вала, а преобразователь вращательного движения ручного или механического приводного механизма в поступательное движение вала может представлять собой втулку, жестко соединенную с маховиком и имеющую осевой канал для пропуска вала и внешнюю резьбу, ответную резьбе, выполненной в отверстии мембранной камеры пневматического приводного механизма.A hole for passing the shaft can be made in the membrane chamber, and the converter for rotating the manual or mechanical drive mechanism into the translational movement of the shaft can be a sleeve rigidly connected to the flywheel and having an axial channel for passing the shaft and an external thread mating in the hole membrane chamber of a pneumatic drive mechanism.

Регулирующий клапан может быть конструктивно выполнен, преимущественно, для пропуска газа или газосодержащей среды из газовой скважины.The control valve can be structurally made, mainly, for the passage of gas or gas-containing medium from a gas well.

Гильза может быть снабжена не менее чем тремя пропускными отверстиями, разнесенными, предпочтительно, на равные расстояния по периметру стенки гильзы и смещенными по ее высоте, например, с равным шагом в осевом направлении гильзы. При этом шаг осевого смещения смежных по периметру гильзы пропускных отверстий может быть принят меньше диаметра, по меньшей мере, одного отверстия, открываемого первым при перемещении дроссельной заслонки в режиме открытия регулирующего клапана.The sleeve may be provided with at least three through holes, spaced, preferably at equal distances along the perimeter of the wall of the sleeve and offset along its height, for example, with an equal pitch in the axial direction of the sleeve. In this case, the step of axial displacement of the through holes adjacent to the perimeter of the sleeve can be taken less than the diameter of at least one hole that opens first when moving the throttle in the control valve opening mode.

Пропускные отверстия в стенке гильзы могут быть выполнены круглоцилиндрическими, преимущественно, одинакового диаметра пропускного сечения, и смещены относительно торца гильзы не менее чем на три различные расстояния.The passage openings in the wall of the sleeve can be made round-cylindrical, preferably of the same diameter of the passage section, and offset from the end of the sleeve by at least three different distances.

По крайней мере, часть пропускных отверстий в стенке гильзы может быть выполнена с переменным, в том числе радиальным или фокальным, линейным размером в поперечном нормальном к условному вектору движения пропускаемой через отверстие среды сечении, в том числе овальной, эллиптической, овоидальной или комбинированно-протяженной конфигурации. При этом пропускные отверстия, имеющие переменный линейный размер в поперечном сечении, могут быть ориентированы наибольшим размером в осевом направлении гильзы или под углом к образующей цилиндрической поверхности гильзы.At least part of the through holes in the wall of the sleeve can be made with a variable, including radial or focal, linear dimension in the transverse normal to the conditional motion vector of the section passed through the hole of the medium, including an oval, elliptical, ovoidal or combined-extended configurations. In this case, the passage openings having a variable linear size in the cross section can be oriented with the largest size in the axial direction of the sleeve or at an angle to the generatrix of the cylindrical surface of the sleeve.

Пропускные отверстия размещены в стенке гильзы попарно симметрично относительно оси гильзы.Access holes are placed in the wall of the sleeve pairwise symmetrically with respect to the axis of the sleeve.

Пропускные отверстия могут быть размещены в стенке гильзы с образованием системы не менее чем из трех рядов с последовательным наращиванием шага осевого смещения центров или аналогичного смещения одноименных по расположению относительно оси гильзы кромок, указанных отверстий в направлении, обратном направлению движения транспортируемой среды.The through holes can be placed in the wall of the sleeve with the formation of a system of at least three rows with a sequential increase in the step of the axial displacement of the centers or a similar displacement of the edges of the same name relative to the axis of the sleeve, these holes in the direction opposite to the direction of movement of the transported medium.

Пропускные отверстия могут быть разнесены по высоте и периметру стенки гильзы по спирали с равномерным спиральным шагом с образованием при этом, по меньшей мере, однозаходной, предпочтительно не менее чем двухзаходной условной спирали, проходящей через центры указанных отверстий. При этом условная спираль, проходящая через центры пропускных отверстий, может быть выполнена с переменным осевым шагом, уменьшающимся от нижнего отверстия, наименее удаленного от торца гильзы, обращенного к отводящему патрубку клапана по направлению движения в клапане транспортируемой среды. Кроме того, пропускные отверстия, смещенные по высоте стенки гильзы, могут быть выполнены с переменным диаметром, нарастающим в направлении, обратном направлению движения транспортируемой среды.The passage openings can be spaced along the height and perimeter of the liner wall in a spiral with a uniform spiral pitch with the formation of at least one start, preferably at least two start conditional spiral passing through the centers of these holes. In this case, the conditional spiral passing through the centers of the through holes can be made with a variable axial pitch, decreasing from the lower hole, the least distant from the end of the sleeve facing the outlet pipe of the valve in the direction of movement in the valve of the transported medium. In addition, the through holes displaced along the height of the wall of the sleeve can be made with a variable diameter that grows in the direction opposite to the direction of movement of the transported medium.

Центры поперечного сечения пропускных отверстий могут быть разнесены в стенке гильзы по ее высоте по условной синусоиде, вписанной в цилиндрическую поверхность гильзы и отстоящей вершинами от ближайшего к ней торца гильзы на расстоянии, превышающем скалярную величину обращенного к нему радиуса, размещенного непосредственно в вершине упомянутой синусоиды или ближайшего к указанной вершине.The centers of the cross-section of the through holes can be spaced in the wall of the sleeve along its height along a conditional sinusoid inscribed in the cylindrical surface of the sleeve and spaced apart by vertices from the nearest end of the sleeve at a distance exceeding the scalar radius facing it located directly at the top of the said sinusoid or closest to the specified vertex.

Центры поперечного сечения пропускных отверстий могут быть разнесены в стенке гильзы по ее высоте в пределах высоты и периметра кольцевого канала патрубка по условной линии, имеющей комбинированную конфигурацию, состоящую из ломаных отрезков прямых, кривых линий или их сочетаний, например в виде сочетаний, образующих в развертке поверхности стенки гильзы ломаную линию с чередованием образующих угол обращенных вершиной в сторону движения транспортируемой среды двух прямолинейных или криволинейных участков и замыкаемых со смежной аналогичной парой условных линий центров отверстий одним периметральным условным прямолинейным или пологовыпукло искривленным соединительным отрезком линий размещения центров отверстий.The centers of the cross section of the through holes can be spaced in the wall of the sleeve along its height within the height and perimeter of the annular channel of the nozzle along a conditional line having a combined configuration consisting of broken segments of straight lines, curved lines, or combinations thereof, for example, in the form of combinations forming in a reamer the surface of the wall of the liner a broken line with alternating angles facing the apex in the direction of movement of the transported medium two rectilinear or curvilinear sections and closed with adjacent ogichnoy pair of conventional hole center lines of a conventional perimeter straight or curved connecting segment pologovypuklo lines holes accommodation centers.

Гильза может быть герметизирована относительно корпуса регулирующего клапана уплотнительным резиновым кольцом с защитным, например, фторопластовым кольцом.The sleeve can be sealed relative to the body of the control valve with a rubber sealing ring with a protective, for example, fluoroplastic ring.

Корпус регулирующего клапана может быть оснащен устройством сброса избыточного давления.The control valve body can be equipped with an overpressure relief device.

Данная задача в части другого варианта выполнения устройства решается за счет того, что регулирующий клапан установлен в линии транспортировки газа и содержит корпус с центральным каналом с установленным внутри него клетковым запорным узлом, с подводящим и отводящим патрубками и комбинированный приводной механизм, состоящий не менее чем из двух приводных механизмов однонаправленного действия и одного механизма противонаправленного действия, при этом клетковый узел включает, по меньшей мере, одну выполненную из твердосплавного материала гильзу не менее чем с двумя пропускными отверстиями, дроссельную заслонку, установленную с возможностью перекрытия пропускных отверстий гильзы, выполненную в виде чаши, внутренняя поверхность которой защищена конгруэнтным ее форме высокопрочным слоем, например, металла или упрочняющей металлизации, и соединенную со штоком и через него, в свою очередь, посредством муфты с валом, на котором с частичным совмещением по длине смонтированы с возможностью автономного действия упомянутые приводные механизмы, один из которых выполнен пневматическим, другой механическим или ручным, а третий, дополняющий их, выполнен в виде автоматического механизма возвратных перемещений вала, противонаправленных совершенным от любого из упомянутых приводных механизмов однонаправленного действия, при этом на корпусе клапана жестко разъемно с охватом вала последовательно смонтированы корпус механизма возвратных перемещений вала, пневматический приводной механизм, который выполнен в виде мембранной камеры, выполненной с возможностью подачи в нее транспортируемого газа и имеющей мембрану, установленную на жестком диске, жестко закрепленном на валу, механический или ручной приводной механизм, снабженный преобразователем вращательного движения в поступательное движение вала и смонтированный с возможностью автономного перемещения вала без передачи на него вращательного движения в направлении открытия-закрытия клапана и сообщенный с механизмом возвратных перемещений вала с возможностью автоматического перекрытия дроссельной заслонкой пропускных отверстий гильзы при разрешающем такое движение вращении механического или ручного приводного механизма, дублирующего пневматический.This problem in terms of another embodiment of the device is solved due to the fact that the control valve is installed in the gas transportation line and contains a housing with a central channel with a cellular locking unit installed inside it, with inlet and outlet pipes and a combined drive mechanism consisting of at least two drive mechanisms of unidirectional action and one mechanism of antidirectional action, while the cell node includes at least one made of carbide material a sleeve with at least two through-holes, a throttle installed to overlap the through-holes of the sleeve, made in the form of a bowl, the inner surface of which is protected by a congruent shape with a high-strength layer, for example, metal or reinforcing metallization, and connected to and through the rod , in turn, by means of a coupling with a shaft on which, with a partial alignment along the length, the said drive mechanisms are mounted with the possibility of autonomous action, one of which is made automatic, other mechanical or manual, and the third, supplementing them, is made in the form of an automatic mechanism of shaft return movements, unidirectional perfect from any of the aforementioned drive mechanisms of unidirectional action, while on the valve body the case of the shaft return movement mechanism is rigidly detachable with shaft coverage pneumatic drive mechanism, which is made in the form of a membrane chamber made with the possibility of supplying transported gas to it and having a membrane well, mounted on a hard disk rigidly fixed to the shaft, a mechanical or manual drive mechanism equipped with a converter for rotational motion into translational motion of the shaft and mounted to independently move the shaft without transmitting rotational motion to it in the direction of valve opening and closing and communicated with the return mechanism shaft movements with the possibility of automatic blocking by the throttle of the through-openings of the sleeve with mechanical rotation permitting such a movement th or manual drive mechanism duplicating pneumatic.

Мембранная камера может быть сообщена с линией транспортировки газа посредством трубопровода, содержащего автоматическое устройство регулирования давления подачи газа в мембранную камеру, например редуктор.The membrane chamber can be in communication with the gas transport line by means of a pipeline containing an automatic device for regulating the pressure of gas supply to the membrane chamber, for example, a reducer.

Технический результат, достигаемый при реализации данной группы изобретений, заключается в повышении рабочих допусков при изготовлении и обеспечении стабильной работы устройства в широком диапазоне положительных и отрицательных температур в различных климатических условиях за счет выполнения рабочей камеры пневмопривода с установленной на валу мембраной, жесткой в центральной ее части и гибкой у стен камеры, а примененный преобразователь движения дублирующего приводного механизма упрощает кинематику привода и его использование в любых эксплуатационных ситуациях, когда необходимо задействовать дублирующий приводной механизм, кроме того, при выполнении устройства по варианту с использованием транспортируемого газа в качестве рабочей среды пневмопривода обеспечивается упрощение конструкции клапана и повышение надежности его работы.The technical result achieved by the implementation of this group of inventions is to increase the operating tolerances in the manufacture and ensure stable operation of the device in a wide range of positive and negative temperatures in various climatic conditions due to the execution of the working chamber of the pneumatic drive with a membrane mounted on the shaft, rigid in its central part and flexible at the walls of the chamber, and the used motion converter of the backup drive mechanism simplifies the kinematics of the drive and its use in any operational situations when it is necessary to use a backup drive mechanism, in addition, when performing the device according to the embodiment using transported gas as the working medium of the pneumatic actuator, the valve design is simplified and its reliability is improved.

Сущность группы изобретений поясняется чертежами,The essence of the group of inventions is illustrated by drawings,

где на фиг.1 изображен продольный разрез клапана с комбинированным приводным механизмом;where in Fig.1 shows a longitudinal section of a valve with a combined drive mechanism;

на фиг.2 - клетковый запорный узел;figure 2 - cell locking node;

на фиг.3 - комбинированный приводной механизм;figure 3 - combined drive mechanism;

на фиг.4 изображено выполнение пропускных отверстий эллиптической формы;figure 4 shows the execution of the through holes of an elliptical shape;

на фиг.5 - то же, овальной формы;figure 5 is the same, oval;

на фиг.6 - то же, комбинированно-протяженной конфигурации;figure 6 is the same, combined-extended configuration;

на фиг.7 - то же, овоидальной формы;figure 7 is the same ovoid shape;

на фиг.8 изображен вариант размещения пропускных отверстий гильзы в развертке;on Fig shows a variant of the placement of the through holes of the sleeve in the scan;

на фиг.9 - то же, по синусоиде;figure 9 is the same, in a sinusoid;

на фиг.10 - то же, по ломаной линии.figure 10 is the same, along a broken line.

Регулирующий клапан содержит корпус 1 с центральным каналом 2 с установленным внутри него клетковым запорным узлом 3, с подводящим и отводящим патрубками 4, 5 и комбинированный приводной механизм. Комбинированный приводной механизм состоит из двух приводных механизмов 6, 7 однонаправленного действия и одного механизма противонаправленного действия. Приводной механизм 6 выполнен пневматическим, приводной механизм 7 - механическим или ручным. Механизм противонаправленного действия представляет собой автоматический механизм 8 возвратных перемещений. Клетковый запорный узел 3 включает гильзу 9 и дроссельную заслонку 10. Гильза 9 выполнена из твердосплавного материала не менее чем с двумя пропускными отверстиями 11. Дроссельная заслонка 10 установлена с возможностью перекрытия пропускных отверстий 11 гильзы 9. Она выполнена в виде чаши, внутренняя поверхность которой защищена конгруэнтным ее форме высокопрочным слоем 12, например, металла или упрочняющей металлизации. Дроссельная заслонка 10 соединена со штоком 13 и через него, в свою очередь, посредством муфты 14 с валом 15. На валу 15 с частичным совмещением по длине смонтированы с возможностью автономного действия приводные механизмы 6, 7, 8. Механизм 8 возвратных перемещений противонаправленного действия дополняет приводные механизмы 6, 7 однонаправленного действия и выполнен в виде автоматического механизма возвратных перемещений вала 15, противонаправленных совершенным перемещениям от любого из приводных механизмов 6, 7 однонаправленного действия. Механизм 8 возвратных перемещений имеет корпус 16. На корпусе 1 клапана жестко разъемно с охватом вала 15 последовательно смонтированы корпус 16 механизма возвратных перемещений, пневматический приводной механизм 6 и механический или ручной приводной механизм 7. Механизм 8 возвратных перемещений включает рабочий орган 17, выполненный с возможностью накопления кинетической энергии при движении, направленном на открытие регулирующего клапана любым из приводных механизмов 6, 7 однонаправленного действия.The control valve comprises a housing 1 with a central channel 2 with a cellular locking unit 3 installed inside it, with inlet and outlet pipes 4, 5 and a combined drive mechanism. The combined drive mechanism consists of two drive mechanisms 6, 7 of unidirectional action and one mechanism of antidirectional action. The drive mechanism 6 is made pneumatic, the drive mechanism 7 is mechanical or manual. The counter-acting mechanism is an automatic mechanism of 8 return movements. Cell locking unit 3 includes a sleeve 9 and a throttle 10. The sleeve 9 is made of carbide material with at least two through holes 11. The throttle valve 10 is installed with the possibility of overlapping through holes 11 of the sleeve 9. It is made in the form of a bowl, the inner surface of which is protected congruent to its form with a high-strength layer 12, for example, metal or reinforcing metallization. The throttle valve 10 is connected to the stem 13 and through it, in turn, by means of the coupling 14 with the shaft 15. On the shaft 15 with a partial alignment along the length of the drive mechanisms 6, 7, 8 are mounted with the possibility of autonomous action drive mechanisms 6, 7 of unidirectional action and is made in the form of an automatic mechanism for the return movements of the shaft 15, opposed to perfect movements from any of the drive mechanisms 6, 7 of unidirectional action. The return movement mechanism 8 has a housing 16. On the valve body 1, the return movement mechanism housing 16, a pneumatic drive mechanism 6, and a mechanical or manual drive mechanism 7 are sequentially mounted rigidly detachable with the span of the shaft 15. The return movement mechanism 8 includes a working member 17 configured to the accumulation of kinetic energy during movement aimed at opening the control valve by any of the drive mechanisms 6, 7 of unidirectional action.

Пневматический приводной механизм 6 выполнен в виде мембранной камеры 18, которая имеет мембрану 19, установленную на жестком диске 20. Жесткий диск жестко закреплен на валу 15. Механический или ручной приводной механизм 7 снабжен преобразователем 21 вращательного движения в поступательное движение вала 15. Он смонтирован с возможностью автономного перемещения вала 15 без передачи на него вращательного движения в направлении открытия-закрытия клапана и сообщен с механизмом 8 возвратных перемещений с возможностью автоматического перекрытия дроссельной заслонкой 10 пропускных отверстий 11 гильзы 9 при разрешающем такое движение вращении механического или ручного приводного механизма 7, дублирующего пневматический приводной механизм 6. В мембранной камере 18 выполнено отверстие для пропуска вала 15. Преобразователь 21 вращательного движения механического или ручного приводного механизма 7 в поступательное движение вала 15 представляет собой втулку, жестко соединенную с маховиком 22 и имеющую осевой канал для пропуска вала 15 и внешнюю резьбу, ответную резьбе, выполненной в отверстии мембранной камеры 18 пневматического приводного механизма 6. Гильза 9 герметизирована относительно корпуса 1 регулирующего клапана уплотнительным резиновым кольцом с защитным, например, фторопластовым кольцом. Корпус 1 оснащен устройством 23 сброса избыточного давления.The pneumatic drive mechanism 6 is made in the form of a membrane chamber 18, which has a membrane 19 mounted on the hard disk 20. The hard disk is rigidly fixed to the shaft 15. The mechanical or manual drive mechanism 7 is equipped with a converter 21 of the rotational motion into the translational movement of the shaft 15. It is mounted with the possibility of autonomous movement of the shaft 15 without transmitting rotational motion to it in the direction of opening and closing of the valve and communicated with the mechanism 8 of the return movement with the possibility of automatic overlap with a special shutter 10 of the through-holes 11 of the sleeve 9, when the mechanical or manual drive mechanism 7 is allowed to rotate, duplicating the pneumatic drive mechanism 6. A hole is made in the membrane chamber 18 for the shaft to pass 15. The rotational motion converter 21 of the mechanical or manual drive mechanism 7 is in translational motion the shaft 15 is a sleeve rigidly connected to the flywheel 22 and having an axial channel for passing the shaft 15 and an external thread, a mating thread made in the hole the membrane chamber 18 of the pneumatic actuator 6. The sleeve 9 is sealed relative to the housing 1 of the control valve by a rubber sealing ring with a protective, for example, fluoroplastic ring. The housing 1 is equipped with an overpressure relief device 23.

Мембранная камера 18 пневматического приводного механизма 6 в одном из вариантов выполнения устройства сообщена с резервной емкостью рабочего газа, а в другом варианте выполнения - с линией транспортировки газа, например с газопроводом или обвязкой газовой скважины, где установлен регулирующий клапан (на чертежах условно не показаны). И в том и другом вариантах выполнения сообщение происходит посредством трубопровода 24, содержащего автоматическое устройство 25 регулирования давления подачи газа в мембранную камеру, например редуктор.The membrane chamber 18 of the pneumatic drive mechanism 6 in one embodiment of the device is in communication with a reserve capacity of the working gas, and in another embodiment, with a gas transportation line, for example, with a gas pipeline or gas well piping where a control valve is installed (not shown conventionally in the drawings) . In both embodiments, communication occurs through a pipe 24 containing an automatic device 25 for regulating the pressure of gas supply to the membrane chamber, for example, a reducer.

Для достижения плавного дросселирования, высокой пропускной способности клапана и широкого диапазона регулирования в гильзе пропускные отверстия могут быть выполнены и расположены следующим образом.To achieve smooth throttling, high valve capacity and a wide range of regulation in the sleeve, the through holes can be made and arranged as follows.

Гильза снабжена не менее чем тремя пропускными отверстиями, разнесенными, предпочтительно, на равные расстояния по периметру стенки гильзы и смещенными по ее высоте, например, с равным шагом в осевом направлении гильзы (фиг.8). Шаг осевого смещения смежных по периметру гильзы пропускных отверстий может быть принят меньше диаметра, по меньшей мере, одного отверстия, открываемого первым при перемещении дроссельной заслонки в режиме открытия регулирующего клапана.The sleeve is provided with at least three through holes, spaced, preferably at equal distances along the perimeter of the wall of the sleeve and offset along its height, for example, with an equal pitch in the axial direction of the sleeve (Fig. 8). The step of the axial displacement of the through holes adjacent to the perimeter of the sleeve can be taken less than the diameter of at least one hole that opens first when the throttle is moved in the control valve opening mode.

Пропускные отверстия в стенке гильзы выполнены круглоцилиндрическими, преимущественно одинакового диаметра пропускного сечения, и смещены относительно торца гильзы не менее чем на три различные расстояния (фиг.8).The passage openings in the wall of the sleeve are circular-cylindrical, mainly of the same diameter of the passage section, and are offset from the end of the sleeve by at least three different distances (Fig. 8).

По крайней мере, часть пропускных отверстий в стенке гильзы может быть выполнена с переменным, в том числе радиальным или фокальным линейным размером в поперечном, нормальном к условному вектору движения пропускаемой через отверстие среды, сечении, в том числе овальной (фиг.5), эллиптической (фиг.4), овоидальной (фиг.7) или комбинированно-протяженной, например овальной составной (фиг.4), конфигурации. При этом пропускные отверстия, имеющие такой переменный линейный размер в поперечном сечении, ориентированы наибольшим размером в осевом направлении гильзы или под углом к образующей цилиндрической поверхности гильзы.At least a part of the through holes in the wall of the sleeve can be made with a variable, including radial or focal linear dimension in the transverse, normal to the conditional vector of motion of the medium passed through the hole, cross section, including oval (figure 5), elliptical (figure 4), ovoid (figure 7) or combined-extended, for example an oval composite (figure 4), configuration. In this case, the passage openings having such a variable linear dimension in the cross section are oriented with the largest dimension in the axial direction of the sleeve or at an angle to the generatrix of the cylindrical surface of the sleeve.

Пропускные отверстия могут быть размещены в стенке гильзы попарно симметрично относительно оси гильзы.The through holes can be placed in the wall of the sleeve pairwise symmetrically with respect to the axis of the sleeve.

Пропускные отверстия разнесены по высоте и периметру стенки гильзы по спирали с равномерным спиральным шагом с образованием при этом, по меньшей мере, однозаходной, предпочтительно не менее чем двухзаходной, условной спирали, проходящей через центры указанных отверстий. При этом условная спираль, проходящая через центры пропускных отверстий, может быть выполнена с переменным осевым шагом, уменьшающимся от нижнего отверстия, наименее удаленного от торца кольцевого канала в корпусе клапана, обращенного к выходному патрубку клапана по направлению движения в клапане транспортируемой среды.The access holes are spaced along the height and perimeter of the liner wall in a spiral with a uniform spiral pitch, with the formation of at least one start, preferably no less than two start, conditional spiral passing through the centers of these holes. In this case, the conditional spiral passing through the centers of the through holes can be performed with a variable axial pitch decreasing from the lower hole, the least distant from the end of the annular channel in the valve body facing the valve outlet in the direction of movement in the valve of the transported medium.

Пропускные отверстия, смещенные по высоте стенки гильзы, могут быть выполнены с переменным диаметром, нарастающим в направлении, обратном направлению движения транспортируемой среды.The passage openings displaced along the height of the liner wall can be made with a variable diameter that grows in the direction opposite to the direction of movement of the transported medium.

Центры поперечного сечения пропускных отверстий разнесены в стенке гильзы по ее высоте в пределах высоты и периметра кольцевого канала патрубка по условной синусоиде, вписанной в цилиндрическую поверхность гильзы и отстоящей вершинами от ближайшего к ней торца гильзы на расстоянии, превышающем скалярную величину обращенного к нему радиуса, размещенного непосредственно в вершине упомянутой синусоиды или ближайшего к указанной вершине (фиг.9).The centers of the cross-section of the through holes are spaced in the sleeve wall along its height within the height and perimeter of the annular channel of the nozzle along a conditional sinusoid inscribed in the cylindrical surface of the sleeve and spaced apart by the vertices from the nearest end of the sleeve at a distance exceeding the scalar value of the radius facing it directly at the apex of said sinusoid or closest to said apex (Fig. 9).

Центры поперечного сечения пропускных отверстий могут быть разнесены в стенке гильзы по ее высоте в пределах высоты и периметра кольцевого канала патрубка по условной линии, имеющей комбинированную конфигурацию, состоящую из ломаных отрезков прямых, кривых линий или их сочетаний, например, в виде сочетаний, образующих в развертке поверхности стенки гильзы ломаную линию с чередованием образующих угол обращенных вершиной в сторону движения транспортируемой среды двух прямолинейных или криволинейных участков и замыкаемых со смежной аналогичной парой условных линий центров отверстий одним периметральным условным прямолинейным или пологовыпукло искривленным соединительным отрезком линий размещения центров отверстий.The centers of the cross section of the through holes can be spaced in the wall of the sleeve along its height within the height and perimeter of the annular channel of the nozzle along a conditional line having a combined configuration consisting of broken segments of straight lines, curved lines, or combinations thereof, for example, in the form of combinations forming the sweep of the surface of the wall of the liner broken line with alternating forming two angular sections of the vertex facing the direction of movement of the transported medium, rectilinear or curvilinear and closed with adjacent ana a logical pair of conditional lines of the centers of the holes with one perimeter conditional rectilinear or slightly convexly curved connecting segment of the lines of placement of the centers of the holes.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В исходном положении пропускные отверстия 11 гильзы 9 перекрыты дроссельной заслонкой 10, регулирующий клапан закрыт.In the initial position, the through holes 11 of the sleeve 9 are blocked by a throttle valve 10, the control valve is closed.

Для открытия регулирующего клапана с помощью пневматического приводного механизма 6 из резервной емкости рабочего газа или из линии транспортировки газа на вход автоматического устройства 25 регулирования давления подается газ. При подаче на автоматическое устройство 25 регулирования давления аналогово входного сигнала газ по трубопроводу 24 подается в мембранную камеру 18. Мембрана 19 совместно с жестким диском 20 перемещается, перемещая при этом вал 15, на котором жесткий диск 20 установлен. Вал 15 приводит в движение шток 13, который, перемещаясь, приводит в движение дроссельную заслонку 10 клеткового запорного узла 3, открывая при этом пропускные отверстия 11 гильзы 9. Клапан открывается на величину хода, соответствующую значению аналогово входного сигнала и величине расхода газа. При изменении значения аналогово входного сигнала изменяется величина хода открытия клапана - происходит регулирование расхода рабочего газа. При этом расход транспортируемого газа зависит от положения дроссельной заслонки 10 по отношению к гильзе 9. Через открытые пропускные отверстия 11 транспортируемая среда поступает из подводящего патрубка 4 в отводящий патрубок 5. Во время перемещения вала 15 рабочий орган 17 механизма 8 возвратных перемещений накапливает кинетическую энергию, которая преобразуется в потенциальную энергию.To open the control valve using a pneumatic actuator 6 from the reserve capacity of the working gas or from the gas transportation line, gas is supplied to the inlet of the automatic pressure control device 25. When an analog input signal is supplied to the automatic pressure control device 25, gas is piped through the pipe 24 to the membrane chamber 18. The membrane 19, together with the hard disk 20, moves, moving the shaft 15 on which the hard disk 20 is mounted. The shaft 15 drives the stem 13, which, moving, drives the throttle valve 10 of the cellular locking assembly 3, while opening the through holes 11 of the sleeve 9. The valve opens by a stroke corresponding to the value of the analog input signal and the gas flow rate. When the value of the analog input signal changes, the value of the valve opening stroke changes - the flow rate of the working gas is regulated. In this case, the flow rate of the transported gas depends on the position of the throttle valve 10 with respect to the sleeve 9. Through the open passage openings 11, the transported medium enters from the inlet pipe 4 to the outlet pipe 5. During the movement of the shaft 15, the working member 17 of the return movement mechanism 8 accumulates kinetic energy, which is converted into potential energy.

Для закрытия регулирующего клапана с автоматического устройства 25 регулирования давления снимается аналоговый входной сигнал, трубопровод 24 перекрывается, а мембранная камера 18 сообщается с атмосферой. Происходит сброс рабочего газа в атмосферу. Вал 15 возвращается в исходное положение с помощью рабочего органа 17 механизма возвратных перемещений 8 благодаря накопленной кинетической энергии, преобразуемой в потенциальную, при открытии регулирующего клапана.To close the control valve, an analog input signal is removed from the automatic pressure control device 25, the pipe 24 is closed, and the membrane chamber 18 communicates with the atmosphere. There is a discharge of working gas into the atmosphere. The shaft 15 is returned to its original position with the help of the working body 17 of the mechanism of the reciprocal displacements 8 due to the accumulated kinetic energy, converted into potential, when the control valve is opened.

Для открытия регулирующего клапана может быть применен дублирующий механический или ручной приводной механизм 7, приводимый во вращательное движение вручную или механически и преобразующий вращательный момент в поступательное движение вала 15. Посредством маховика 22 приводят во вращательное движение преобразователь 21 вращательного движения. Благодаря внешней резьбе, ответной резьбе, выполненной в отверстии мембранной камеры пневматического приводного механизма 6, преобразователь 21 вращательного движения, вращаясь, перемещается вместе с маховиком 22 вдоль вала 15. Упираясь в упорную поверхность, выполненную на валу 15, преобразователь 21 перемещает его. Таким образом, происходит перемещение вала 15 без передачи ему вращательного движения. Перемещаясь, вал 15 перемещает шток 13, который в свою очередь приводит в движение дроссельную заслонку 10, открывая пропускные отверстия 11 гильзы 9. Во время перемещения вала 15 рабочий орган 17 механизма 8 возвратных перемещений накапливает кинетическую энергию, преобразуемую в потенциальную.To open the control valve, a duplicating mechanical or manual drive mechanism 7 can be used, driven manually or mechanically by rotation and converting the torque into translational motion of the shaft 15. By means of the flywheel 22, the rotary motion transducer 21 is rotated. Due to the external thread, the reciprocal thread, made in the opening of the membrane chamber of the pneumatic drive mechanism 6, the rotary motion transducer 21 rotates along with the flywheel 22 along the shaft 15. Resting against the abutment surface made on the shaft 15, the transducer 21 moves it. Thus, the shaft 15 moves without transmitting rotational motion to it. Moving, the shaft 15 moves the rod 13, which in turn drives the throttle valve 10, opening the through holes 11 of the sleeve 9. During the movement of the shaft 15, the working body 17 of the mechanism 8 of the return movement accumulates kinetic energy, which is converted into potential energy.

Закрытие клапана происходит путем вращения механического или ручного приводного механизма 7 в противоположную сторону, обеспечивающего при этом возможность возвратного перемещения вала 15 посредством механизма 8 возвратных перемещений 8 путем разжатия его рабочего органа 17, благодаря накопленной кинетической энергии при открытии регулирующего клапана.The valve closes by rotating the mechanical or manual drive mechanism 7 in the opposite direction, while providing the possibility of the return movement of the shaft 15 by means of the mechanism 8 of the return movements 8 by expanding its working body 17, due to the accumulated kinetic energy when the control valve is opened.

Выполнение дроссельной заслонки 10 в виде чаши, внутренняя поверхность которой защищена конгруэнтным ее форме высокопрочным слоем, например, металла или упрочняющей металлизации, обеспечивает равнопроцентную характеристику потока, а использование гильз с различным размещением и выполнением пропускных отверстий 11 в их стенке обеспечивает широкий диапазон регулирования расхода транспортируемой среды, что обеспечивает максимальную контролируемость.The execution of the throttle valve 10 in the form of a bowl, the inner surface of which is protected by a congruent shape with a high-strength layer, for example, metal or reinforcing metallization, provides an equal percentage flow characteristic, and the use of sleeves with different placement and execution of through holes 11 in their wall provides a wide range of flow control of the transported environment that provides maximum controllability.

Claims

1. A control valve, characterized in that it comprises a housing with a central channel with a cellular locking unit installed inside it, with inlet and outlet pipes and a combined actuator mechanism consisting of at least two unidirectional actuator mechanisms and one antidirectional mechanism, this cellular locking node includes at least one made of carbide material sleeve with at least two through holes, a throttle valve, installed which can overlap the through-openings of the sleeve, made in the form of a bowl, the inner surface of which is protected by a congruent high-strength layer, for example, metal or reinforcing metallization, and connected to and through the rod, in turn, by means of a coupling with a shaft on which partially overlapping the aforementioned drive mechanisms are mounted with the possibility of autonomous action along the length, one of which is made pneumatic, the other mechanical or manual, and the third, supplementing them, is made in the form of an automatic the mechanism of the shaft return movements, unidirectional perfect from any of the aforementioned drive mechanisms of unidirectional action, while the valve body of the shaft return movements, the pneumatic drive mechanism, which is made in the form of a membrane chamber having a membrane mounted in series, are sequentially mounted on the valve body on a hard drive rigidly fixed to the shaft, a mechanical or manual drive mechanism equipped with a rotary drive converter movement into the translational motion of the shaft and mounted with the possibility of autonomous movement of the shaft without transmitting rotational movement to it in the direction of opening and closing the valve and in communication with the mechanism of the reciprocal movement of the shaft with the possibility of automatic blocking by the throttle of the through-holes of the sleeve when the mechanical or manual drive mechanism permits such movement duplicating pneumatic.

2. The control valve according to claim 1, characterized in that the membrane chamber is in communication with the reserve capacity of the working gas through a pipeline containing an automatic device for regulating the pressure of the gas supply to the membrane chamber, for example, a gearbox.

3. The control valve according to claim 1, characterized in that the mechanism of the shaft return movements includes a working member configured to accumulate kinetic energy during movement aimed at opening the control valve by any of the unidirectional actuating mechanisms.

4. The control valve according to claim 1, characterized in that the hole for passing the shaft is made in the membrane chamber, and the rotational movement of the mechanical or manual drive mechanism into the translational movement of the shaft is a sleeve rigidly connected to the flywheel and having an axial channel for passing the shaft and an external thread, a mating thread, made in the hole of the membrane chamber of the pneumatic drive mechanism.

5. The control valve according to claim 1, characterized in that it is structurally made mainly for the passage of gas or gas-containing medium from a gas well.

6. The control valve according to claim 1, characterized in that the sleeve is provided with at least three through holes, preferably spaced at equal distances along the perimeter of the sleeve wall and offset along its height, for example, with an equal pitch in the axial direction of the sleeve.

7. The control valve according to claim 6, characterized in that the step of axial displacement of the through-holes adjacent to the perimeter of the sleeve is taken to be less than the diameter of at least one hole that opens first when the throttle is moved in the control valve opening mode.

8. The control valve according to claim 1, characterized in that the passage openings in the wall of the sleeve are circular cylindrical, preferably of the same diameter of the passage section, and are offset from the end of the sleeve by at least three different distances.

9. The control valve according to claim 1, characterized in that at least a portion of the through holes in the wall of the sleeve is made with a variable, including radial or focal, linear size in the transverse normal to the conditional motion vector of the section passed through the hole of the medium, including oval, elliptical, ovoid or combined-extended configuration.

10. The control valve according to claim 9, characterized in that the passage openings having a variable linear dimension in cross section are oriented with the largest dimension in the axial direction of the sleeve or at an angle to the generatrix of the cylindrical surface of the sleeve.

11. The control valve according to claim 1, characterized in that the passage holes are placed in the wall of the sleeve pairwise symmetrically with respect to the axis of the sleeve.

12. The control valve according to claim 1, characterized in that the passage openings are placed in the wall of the sleeve with the formation of a system of at least three rows with a sequential increase in the pitch of the axial displacement of the centers or a similar displacement of the edges of the same name relative to the axis of the sleeve, said holes in the direction , the opposite direction of movement of the transported medium.

13. The control valve according to claim 1, characterized in that the passage holes are spaced along the height and perimeter of the sleeve wall in a spiral with a uniform spiral pitch with the formation of at least one-way, preferably at least two-way, conditional spiral passing through centers of these holes.

14. The control valve according to item 13, characterized in that the conditional spiral passing through the centers of the through holes is made with a variable axial pitch decreasing from the lower hole least remote from the end of the sleeve facing the outlet pipe of the valve in the direction of movement in the transported valve Wednesday.

15. The control valve according to claim 14, characterized in that the through holes displaced along the height of the sleeve wall are made with a variable diameter that grows in the direction opposite to the direction of movement of the transported medium.

16. The control valve according to claim 1, characterized in that the centers of the cross-section of the through-holes are spaced in the sleeve wall along its height along a conditional sinusoid inscribed in the cylindrical surface of the sleeve and spaced apart by vertices from the sleeve end closest to it at a distance exceeding a scalar value facing it radius, located directly at the top of the aforementioned sinusoid or closest to the specified vertex.

17. The control valve according to claim 1, characterized in that the centers of the cross-section of the through holes are spaced in the wall of the sleeve along its height within the height and perimeter of the annular channel of the pipe along a conditional line having a combined configuration consisting of broken segments of straight, curved lines or their combinations, for example, in the form of combinations forming a broken line in the scan of the surface of the wall of the sleeve with alternating two rectilinear or curvilinear angled vertices facing the direction of the transported medium s sites and closes with an adjacent pair of similar conditional hole center lines of a conventional perimeter straight or curved connecting segment pologovypuklo lines holes accommodation centers.

18. The control valve according to claim 1, characterized in that the sleeve is sealed relative to the body of the control valve with a rubber sealing ring with a protective ring, for example, fluoroplastic.

19. The control valve according to claim 1, characterized in that its body is equipped with an overpressure relief device.

20. A control valve, characterized in that it is installed in the gas transport line and comprises a housing with a central channel with a cellular locking assembly installed inside it, with inlet and outlet pipes and a combined drive mechanism consisting of at least two unidirectional drive mechanisms and one mechanism of antidirectional action, while the cellular locking unit includes at least one sleeve made of carbide material with at least two passage from a throttle installed with the possibility of blocking the through-holes of the sleeve, made in the form of a bowl, the inner surface of which is protected by a congruent shape with a high-strength layer, for example, metal or reinforcing metallization, and connected to the rod and through it in turn by means of a coupling with a shaft, on which, with partial alignment along the length, the aforementioned drive mechanisms are mounted with the possibility of autonomous action, one of which is made pneumatic, the other mechanical or manual, and The complementing device is made in the form of an automatic mechanism of shaft return movements, antidirectional perfect from any of the aforementioned drive mechanisms of unidirectional action, while on the valve body the case of the mechanism of shaft return movements, the pneumatic drive mechanism, which is made in in the form of a membrane chamber configured to supply transported gas to it and having a membrane mounted on a hard disk insulated on the shaft, a mechanical or manual drive mechanism equipped with a converter for rotational motion into translational motion of the shaft and mounted with the possibility of autonomous movement of the shaft without transmitting rotational motion to it in the direction of opening and closing the valve and communicated with the mechanism of reciprocal movement of the shaft with the possibility of automatic shutter throttle the through holes of the sleeve when allowing rotation of a mechanical or manual drive mechanism allowing such a movement, I duplicate his air.

21. The control valve according to claim 20, characterized in that the membrane chamber is in communication with the gas transportation line by means of a pipeline containing an automatic device for regulating the pressure of gas supply to the membrane chamber, for example, a reducer.

22. The control valve according to claim 20, characterized in that the mechanism of the shaft return movements includes a working member configured to accumulate kinetic energy during movement aimed at opening the control valve by any of the unidirectional drive mechanisms.

23. The control valve according to claim 20, characterized in that the hole for passing the shaft is made in the membrane chamber, and the rotational movement of the mechanical or manual drive mechanism into the translational movement of the shaft is a sleeve rigidly connected to the flywheel and having an axial channel for passing the shaft and an external thread, a mating thread, made in the hole of the membrane chamber of the pneumatic drive mechanism.

24. The control valve according to claim 20, characterized in that the sleeve is sealed relative to the body of the control valve with a rubber sealing ring with a protective ring, for example, fluoroplastic.

25. The control valve according to claim 20, characterized in that its casing is equipped with a pressure relief device.