RU2406001C1

RU2406001C1 - Throttling insert

Info

Publication number: RU2406001C1
Application number: RU2009134393/06A
Authority: RU
Inventors: Ромуальд Ромуальдович Ионайтис (RU); Ромуальд Ромуальдович Ионайтис; Виктор Иванович Черноштан (RU); Виктор Иванович Черноштан
Priority date: 2009-09-14
Filing date: 2009-09-14
Publication date: 2010-12-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: throttling insert in pipeline valves comprises grid with holes that represent throttles. In part of grid holes there are additional throttles installed gaplessly.

EFFECT: increased coefficient of throttling insert holes hydraulic resistance.

3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к дроссельным вставкам, предназначенным для регулирования расхода рабочей среды в трубопроводе путем дросселирования потока, создавая при этом перепад давления между входом в дроссельную вставку и выходом из нее.The invention relates to pipe fittings, in particular to throttle inserts, designed to control the flow rate of the working medium in the pipeline by throttling the flow, while creating a pressure differential between the inlet to the throttle insert and the exit from it.

Дроссельные вставки широко используются в трубопроводной арматуре, когда требуется снизить давление рабочей среды на выходе ее из высоконапорных трубопроводов, например, когда требуется произвести отбор рабочего тела из гидравлических контуров различных объектов, таких как ядерные энергетические установки, паровые котлы тепловых электростанций и т.п.Throttle inserts are widely used in pipe fittings when it is necessary to reduce the pressure of the working medium at its outlet from high-pressure pipelines, for example, when it is necessary to select a working fluid from the hydraulic circuits of various objects, such as nuclear power plants, steam boilers of thermal power plants, etc.

Дроссельная вставка может использоваться непосредственно в трубопроводе, а также в седлах арматурных устройств, таких как задвижки, шиберы и т.п. Дроссельные вставки устанавливаются преимущественно в тех трубопроводах и контурах, где существует технологическая потребность отбора рабочего тела из зоны высокого давления в зону пониженного давления и преимущественно с небольшим расходом.The throttle insert can be used directly in the pipeline, as well as in the seats of reinforcing devices, such as gate valves, gates, etc. Throttle inserts are installed mainly in those pipelines and circuits where there is a technological need for the selection of the working fluid from the high pressure zone to the low pressure zone and mainly with a small flow rate.

Известно устройство управления расходом рабочей среды, содержащее кольцевую вставку в виде седла и регулирующий орган, например плоский пластинчатый шибер, перемещением которого изменяют площадь проходного сечения кольцевой вставки для пропускания через нее рабочей среды (см. Каталог. Арматура энергетическая АО ЧЗЭМ. ЦНИИТЯЖМАШ, М., 1997 г., с.57, рис.74). В приоткрытом состоянии это устройство обеспечивает требуемое дросселирование за счет малой площади проходного сечения. Недостатком этого дроссельного устройства является высокая скорость истечения рабочей среды из приоткрытого отверстия и образование при этом кинжальных струй, и снижение вследствие этого срока службы устройства из-за его эрозионного износа, кавитационного и вибрационного разрушения. Поэтому такие дроссельные устройства пригодны только для создания относительно небольших перепадов давлений до и после дросселя.A device for controlling the flow of a working medium is known, containing an annular insert in the form of a saddle and a regulating body, for example, a flat plate gate, moving which change the area of the passage section of the annular insert to pass the working medium through it (see. Catalog. Power fittings AO ChZEM. TsNIITYAZHMASH, M. , 1997, p. 57, Fig. 74). In the ajar state, this device provides the required throttling due to the small passage area. The disadvantage of this throttle device is the high velocity of the working medium from the aperture and the formation of dagger jets, and the resulting reduction in the service life of the device due to its erosive wear, cavitation and vibration destruction. Therefore, such throttling devices are only suitable for creating relatively small pressure drops before and after the throttle.

Известно также устройство, в котором вместо одного прохода в дроссельной вставке выполнено множество параллельных гладких отверстий (см. тот же Каталог, с.55, рис.69). В этом устройстве увеличена площадь поверхности трения, о которую трется поток жидкости, что приводит к увеличению удельного коэффициента гидравлического сопротивления (КГС). Это позволяет в определенных пределах снижать скорость течения через дроссельную вставку такой конструкции. Рост КГС позволяет несколько увеличить площадь узкого проходного сечения и при одном и том же расходе снизить скорость течения через такую дроссельную вставку.A device is also known in which, instead of one pass, in the throttle insert there are many parallel smooth holes (see the same Catalog, p.55, Fig. 69). In this device, the surface area of the friction, on which the fluid flow is rubbed, is increased, which leads to an increase in the specific hydraulic resistance coefficient (CGS). This allows, within certain limits, to reduce the flow rate through the throttle insert of this design. The growth of CGS allows you to slightly increase the area of a narrow bore and, at the same flow rate, reduce the flow rate through such a throttle insert.

Известна трубопроводная арматура, когда непосредственно в рабочем органе, например шибере, выполнено множество отверстий (см. тот же Каталог, стр.128, рис.134).Pipe fittings are known when many holes are made directly in a working body, for example, a gate, (see the same Catalog, p. 128, Fig. 134).

В качестве прототипа для заявляемого изобретения выбрано трубопроводное устройство для регулирования потока среды, в котором дроссельная вставка в трубопроводе выполнена в виде решетки с гладкими отверстиями.As a prototype for the claimed invention, a pipeline device for controlling the flow of the medium, in which the throttle insert in the pipeline is made in the form of a lattice with smooth holes, is selected.

В известных случаях для обеспечения требуемых параметров регулирования потока меняют размер гладких отверстий, их число и размещение, при этом коэффициент гидравлического сопротивления увеличивается постепенно, что недостаточно для дросселирования энергонапряженных потоков, таких как потоки в гидравлических контурах ядерных энергетических установок.In known cases, to ensure the required flow control parameters, the size of smooth holes, their number and placement are changed, while the coefficient of hydraulic resistance increases gradually, which is not enough to throttle energy-stressed flows, such as flows in the hydraulic circuits of nuclear power plants.

Задачей настоящего изобретения является увеличение коэффициента гидравлического сопротивления (КГС) известных дроссельных вставок в виде решеток с гладкими отверстиями путем их модернизации.The objective of the present invention is to increase the coefficient of hydraulic resistance (CGS) of the known throttle inserts in the form of gratings with smooth holes by modernizing them.

Технический результат настоящего изобретения заключается в снижении скоростей протекания потока через известную дроссельную вставку, снижении его давления и устранении при этом процессов эрозии, кавитации, вибрации и шума, а также расширении диапазона регулирования потока как в создаваемых новых, так и в эксплуатируемых дроссельных вставках.The technical result of the present invention is to reduce the flow rate through the known throttle insert, reducing its pressure and eliminating the processes of erosion, cavitation, vibration and noise, as well as expanding the range of flow control in both new and operated throttle inserts.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной дроссельной вставке трубопроводной арматуры, содержащей решетку с отверстиями, представляющими собой дроссели, в части отверстий решетки беззазорно установлены дополнительные дроссели.The specified technical result is achieved by the fact that in the known throttle insert of pipe fittings containing a grate with holes that are chokes, additional chokes are installed in the part of the holes of the grate.

Кроме того, в отверстиях решетки нарезана резьба, а дополнительные дроссели выполнены в виде резьбовых пробок, внутри которых выполнены пересекающиеся встречные каналы, образующие на торцах и теле пробок разделительные и поворотные гребни.In addition, a thread is cut in the holes of the grate, and additional throttles are made in the form of threaded plugs, inside of which intersecting counter channels are made, forming dividing and rotary ridges on the ends and body of the plugs.

Кроме того, отношение суммарной площади отверстий в решетке к площади проходного сечения трубопровода и отношение суммарной площади каналов в пробке к площади отверстия в решетке не превышает 0,5.In addition, the ratio of the total area of the holes in the grate to the area of the passage section of the pipeline and the ratio of the total area of the channels in the cork to the area of the hole in the grate does not exceed 0.5.

В решетках известных дроссельных вставок гладкие дроссельные отверстия обладают относительно невысоким коэффициентом гидравлического сопротивления, поэтому для его существенного повышения предложено в эти отверстия вставлять дополнительные дроссели в виде пробок с фигурными встречными каналами, которые выполнены так, что потоки среды в них закручены в разные стороны и внутри пробки они встречаются в одном месте, резко меняя при этом направления своих потоков, что в итоге достаточно значительно повышает суммарный коэффициент гидравлического сопротивления дросселя. Разделение входящего в пробку потока на два потока, закрученных в разные стороны, достигается за счет выполнения на переднем торце разделительного гребня, делящего входящий в пробку поток на две равные части, а в месте встречи потоков выполнен поворотный гребень, который резко поворачивает эти потоки в разные стороны.In the gratings of known throttle inserts, smooth throttle openings have a relatively low coefficient of hydraulic resistance, therefore, to significantly increase it, it is proposed to insert additional throttles in these holes in the form of plugs with figured oncoming channels, which are designed so that the fluid flows inside them are twisted in different directions and inside they meet in one place, dramatically changing the direction of their flows, which ultimately significantly increases the total coefficient of hydra nical resistance of the throttle. The separation of the flow entering the cork into two flows twisted in different directions is achieved by performing a dividing ridge at the front end that divides the flow entering the cork into two equal parts, and a rotary ridge is made at the meeting point of the flows, which sharply turns these flows into different side.

При изготовлении новых дросселей, содержащих решетку с гладкими отверстиями, эти отверстия необходимо выполнять так, чтобы отношение их суммарной площади к площади проходного сечения трубопровода и отношение суммарной площади каналов в дополнительном дросселе в виде пробки к площади отверстия в решетке не превышало 0,5. Такое выполнение соотношений проходных площадей отверстий в решетке дроссельной вставки и проходных отверстий в дополнительных дросселях в виде резьбовых пробок позволяет снизить скорость и давление выходящего потока, но позволяет сохранить, если требуется, относительно высокий расход рабочего тела.In the manufacture of new chokes containing a grating with smooth openings, these holes must be made so that the ratio of their total area to the area of the passage section of the pipeline and the ratio of the total area of the channels in the additional choke in the form of a plug to the area of the hole in the grate does not exceed 0.5. This embodiment of the ratios of the passage areas of the openings in the throttle insert grille and the passage openings in the additional throttles in the form of threaded plugs allows to reduce the speed and pressure of the outlet stream, but allows, if necessary, to maintain a relatively high flow rate of the working fluid.

Подбор и выбор оптимального режима дросселирования для конкретного трубопровода и заданного при этом режима производится за счет различной ориентации дроссельных пробок относительно собственной оси и оси проходного сечения трубопровода, а также за счет программного чередования открытых гладких отверстий и отверстий, закрытых пробками с фигурными каналами, при этом пробка может быть зафиксирована относительно своей оси, например, за счет установки ее в отверстие на резьбе.The selection and selection of the optimal throttling mode for a particular pipeline and the specified mode is made due to the different orientation of the throttle plugs relative to its own axis and the axis of the bore of the pipeline, as well as through the program alternation of open smooth holes and openings closed by plugs with figured channels, while the plug can be fixed relative to its axis, for example, by installing it in the hole on the thread.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показано поперечное сечение дроссельной вставки в сборе с шиберным затвором; на фиг.2 показана часть сечения дроссельной вставки по АА (вид с торца) в увеличенном масштабе; на фиг.3 показан дополнительный дроссель в виде резьбовой пробки с одним шагом винтовых линий встречных каналов; на фиг.4 показан вид с торца на дополнительный дроссель.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a cross section of a throttle insert assembly with a slide gate; figure 2 shows a part of the cross section of the throttle insert along AA (end view) on an enlarged scale; figure 3 shows an additional throttle in the form of a threaded plug with one step of helical lines of oncoming channels; figure 4 shows an end view of an additional inductor.

Дроссельная вставка содержит решетку 1 с резьбовыми отверстиями 2, в которые ввернуты дополнительные дроссели 3 в виде резьбовых пробок со встречнопересекающимися винтовыми каналами 4 и 5. Каналы 4 и 5 в начале и конце пробки разделены гребнями 6 и 7. На цилиндрической поверхности дополнительного дросселя выполнена резьба 8. На переднем и заднем торцах дополнительного дросселя выполнены торцевые плоскости 10, занимающие половину площади торца, что вызвано необходимостью размещения на торце шлица 11 для отвертки, необходимой для ввертывания дополнительного дросселя и для его ориентации относительно друг друга. Левый и правый встречные винтовые каналы на входе и выходе дополнительного дросселя разграничены в середине гребнями 6 и 7, а по торцам кромками 9.The throttle insert contains a grate 1 with threaded holes 2, into which additional throttles 3 are screwed in the form of threaded plugs with counter intersecting screw channels 4 and 5. The channels 4 and 5 at the beginning and end of the plug are separated by ridges 6 and 7. A thread is made on the cylindrical surface of the additional throttle 8. At the front and rear ends of the additional throttle, end planes 10 are made, occupying half the end area, which is caused by the need to place a slot 11 for a screwdriver on the end face, which is necessary for screwing up to olnitelnogo throttle and its orientation with respect to each other. The left and right oncoming screw channels at the input and output of the additional throttle are delimited in the middle by ridges 6 and 7, and along the ends by edges 9.

В районе гребней потоки среды на входе в дополнительный дроссель расходятся, а на выходе из него сталкиваются, образуя камеру смешения, после чего опять расходятся, теряя в результате всего этого скорость почти в два раза, что исключает возможность образования кинжальных струй на выходе из дополнительного дросселя. Для обеспечения равномерности потока, выходящего из дроссельной решетки, дополнительные дроссели ориентируют относительно друг друга и внутренней поверхности трубопровода. На фиг.2 дополнительные дроссели условно показаны повернутыми в одну сторону.In the area of the ridges, the medium flows at the inlet to the additional inductor diverge, and at the outlet from it they collide, forming a mixing chamber, then diverge again, losing as a result of this almost two times, which eliminates the possibility of the formation of dagger jets at the outlet of the additional inductor . To ensure the uniformity of the flow exiting the throttle grating, additional throttles are oriented relative to each other and the inner surface of the pipeline. In Fig.2 additional chokes are conventionally shown turned in one direction.

Установка дополнительных дроссельных вставок в дроссельные устройства в виде решеток с отверстиями позволяет более чем в два раза увеличить диапазон регулирования потока через эти дроссельные устройства, а также расширить область их использования. В итоге достигается эффективное использование дроссельных устройств по снижению скоростей и динамических напоров, по устранению вредных кавитационных явлений, диапазону регулирования, по повышению компактности и технологичности их изготовления.The installation of additional throttle inserts in throttle devices in the form of gratings with holes allows more than double the range of flow control through these throttle devices, as well as expand the scope of their use. As a result, effective use of throttle devices is achieved to reduce speeds and dynamic pressures, to eliminate harmful cavitation phenomena, the range of regulation, to increase the compactness and manufacturability of their manufacture.

Claims

1. The throttle insert in the pipe fitting, containing a grate with holes that are chokes, characterized in that in the part of the holes of the grate additional chokes are installed gaplessly.

2. The throttle insert according to claim 1, characterized in that a thread is cut in the holes of the grate, and additional throttles are made in the form of threaded plugs, inside of which intersecting counter channels are formed, forming dividing and rotary ridges at the ends and in the body of the plugs.

3. The throttle insert according to claim 1 or 2, characterized in that the ratio of the total area of the holes in the grate to the area of the flow cross section of the pipeline and the ratio of the total area of the channels in the cork to the area of the hole in the grate does not exceed 0.5.