RU2687472C1

RU2687472C1 - Flow rate regulator

Info

Publication number: RU2687472C1
Application number: RU2018123917A
Authority: RU
Inventors: Евгений Владимирович Курзанов; Ришат Аклимович Аклимов; Виктор Юрьевич Мирянин
Original assignee: Евгений Владимирович Курзанов; Ришат Аклимович Аклимов; Виктор Юрьевич Мирянин
Priority date: 2018-06-29
Filing date: 2018-06-29
Publication date: 2019-05-13

Abstract

FIELD: oil and gas industry.SUBSTANCE: flow rate regulator relates to oil industry and is intended for use as shutoff valves in oil pipelines. It is used as a control device for dosed supply of liquid in the specified direction. Proposed device comprises housing accommodating movable piston with annular groove for ball retainers. One butt end of the housing is covered with a cover, while the opposite one is open and is equipped with a flange for installation of a control valve on the oil pipeline drain valve. In the end of the piston interacting with the drain valve hole there is a check valve in the form of a spring-loaded ball and an impeller. Piston is spring-loaded with spring arranged inside it, providing its reciprocating movements. At housing open end piston damping mechanism is installed, which is made in the form of spring fixed on one side by lock nut, and on the other side it contacts with step made on piston.EFFECT: increased durability of the device and reduced maintenance costs.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для использования в качестве запорной арматуры в нефтепроводах. Применяется как регулирующее устройство для дозированной подачи жидкости в заданном направлении.The invention relates to the oil industry and is intended for use as a stop valve in oil pipelines. It is used as a regulating device for dispensing fluid in a given direction.

Известен регулятор расхода по патенту РФ на полезную модель №26830, опубл. 20.12.2002. Он содержит корпус с установленным в нем подпружиненным поршнем с проходными отверстиями и фиксирующей канавкой для взаимодействия с фиксатором. На торцах корпуса выполнены кольцевые проточки с установленными в них кольцами. Фиксатор выполнен в виде двух пар фиксирующих узлов, взаимодействующих с фиксирующей канавкой. На торце поршня установлен уплотнительный узел, а в полости поршня установлена турбина. Кольца в торцевых проточках корпуса выполнены резиновыми. Фиксирующие узлы в каждой паре расположены диаметрально противоположно, фиксирующие узлы каждой пары расположены в перпендикулярных плоскостях и смещены по оси регулятора. Уплотнительный узел выполнен в виде соосных фторопластового и резинового колец, прижатых крышкой.Known flow regulator according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 26830, publ. 12.20.2002. It contains a housing with a spring-loaded piston installed in it with through-holes and a fixing groove for interacting with the clamp. At the ends of the body there are annular grooves with rings installed in them. The latch is made in the form of two pairs of locking nodes that interact with the locking groove. A sealing unit is installed at the piston face, and a turbine is installed in the piston cavity. Rings in the end grooves of the body are made of rubber. The locking nodes in each pair are diametrically opposed, the locking nodes of each pair are located in perpendicular planes and are offset along the axis of the regulator. The sealing unit is made in the form of coaxial fluoroplastic and rubber rings, pressed against the cap.

Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в повышении функциональной надежности регулятора расхода.The technical result achieved by the utility model is to increase the functional reliability of the flow regulator.

Известен также регулятор расхода по патенту РФ на полезную модель №145237, опубл. 10.09.2014. Он содержит корпус, в котором размещен подвижный поршень с кольцевыми фиксирующими канавками. Корпус представляет собой полый цилиндр с одним открытым торцом и оборудован фланцем с открытого торца, предназначенным для установки регулятора на сливной клапан нефтепровода. На торце поршня, взаимодействующем с отверстием сливного клапана, установлена крыльчатка.Also known flow regulator for the patent of the Russian Federation for utility model No. 145237, publ. 09/10/2014. It contains a housing in which a movable piston with annular locking grooves is located. The body is a hollow cylinder with one open end and is equipped with a flange with an open end, designed to install the regulator on the drain valve of the pipeline. An impeller is mounted on the piston face, which interacts with the drain valve opening.

Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в исключении взаимодействия среды с механизмом поршня, в связи с чем уменьшается степень загрязнения регулятора, повышается срок его службы.The technical result achieved by the utility model is to exclude the interaction of the medium with the piston mechanism, and therefore the degree of contamination of the regulator decreases, and its service life increases.

К недостаткам данного устройства следует отнести то, что вопросы, связанные с повышением долговечности механизма регулятора, решены не в полной мере.The disadvantages of this device include the fact that the issues related to increasing the durability of the regulator mechanism are not fully resolved.

Задача заявляемой полезной модели состоит в повышении продолжительности работы регулятора расхода без ремонтных работ.The task of the proposed utility model is to increase the duration of the flow regulator without repair work.

Технический результат заключается в повышении долговечности устройства и снижении затрат на обслуживание.The technical result is to increase the durability of the device and reduce maintenance costs.

Технический результат достигается регулятором расхода, содержащим корпус с размещенным в нем подвижным поршнем с кольцевой канавкой под шариковые фиксаторы. Один торец корпуса закрыт крышкой, а противоположный выполнен открытым и снабжен фланцем для установки регулятора на сливной клапан нефтепровода. У торца поршня, взаимодействующего с отверстием сливного клапана, установлены обратный клапан в виде подпружиненного шарика и крыльчатка.The technical result is achieved by a flow regulator comprising a housing with a movable piston placed in it with an annular groove under the ball retainers. One end of the body is closed with a lid, and the opposite one is open and has a flange for mounting the regulator to the drain valve of the pipeline. At the end of the piston, which interacts with the drain valve hole, a check valve is installed in the form of a spring-loaded ball and the impeller.

Новое заключается в том, что поршень подпружинен размещенной внутри него пружиной, обеспечивающей его возвратно-поступательные перемещения. У открытого торца корпуса установлен механизм демпфирования поршня, выполненный в виде пружины, зафиксированной с одной стороны стопорной гайкой, а с другой контактирующей со ступенькой, выполненной на поршне.The new thing is that the piston is spring-loaded with a spring placed inside it, ensuring its reciprocating movement. At the open end of the housing there is a piston damping mechanism, made in the form of a spring, fixed on one side with a lock nut, and on the other side in contact with a step made on the piston.

На чертежах представлен заявляемый регулятор расхода.The drawings show the claimed flow regulator.

Фиг. 1 - регулятор в открытом положении: фиг. 2 - регулятор закрыт.FIG. 1 - the regulator in the open position: FIG. 2 - the regulator is closed.

На корпусе задвижки 1 посредством фланцевого соединения закреплен корпус регулятора расхода 2. В корпусе 2 установлен поршень 3 с кольцевыми уплотнениями 4. Внутри поршня коаксиально установлена пружина 5. Верхний конец пружины надет на упор 6, а нижний опирается на обойму 7 обратного клапана 8. На нижнем конце поршня 3 закреплены тарелка клапана 9 и крыльчатка 10. Для надежного удерживания поршня 3 в открытом и закрытом положениях регулятора расхода на корпусе 2 закреплены шариковые фиксаторы 11 и 12. В нижней части корпуса 2 установлен демпфирующий механизм для поршня 3, состоящий из стопорной гайки 13 и пружины 14.The casing of the flow regulator 2 is fixed to the casing of the valve 1 by means of a flange connection. The casing 2 is equipped with a piston 3 with o-rings 4. A spring 5 is coaxially mounted inside the piston. The valve piston plate 9 and the impeller 10 are fixed to the lower end of the piston 3. To securely hold the piston 3 in the open and closed positions of the flow regulator, ball clamps 11 and 12 are attached to the housing 2. Damping is installed in the lower part of the housing 2 th mechanism for the piston 3, consisting of a lock nut 13 and a spring 14.

Регулятор расхода работает следующим образом.The flow regulator works as follows.

Регулятор расхода открыт, когда давление жидкой среды на входе превышает давление среды на выходе. В этой ситуации на тарелку клапана 9 и крыльчатку 10 действует усилие, сжимающее пружину 5 и приподнимающее поршень 3 в верхнее положение, как это показано на фиг. 1. В этом положении поршень фиксируется шариковым фиксатором 11, взаимодействующим с кольцевой проточкой, выполненной на поршне. Таким образом происходит перекачка жидкости через задвижку.The flow regulator is open when the fluid inlet pressure exceeds the outlet fluid pressure. In this situation, the valve plate 9 and the impeller 10 are subjected to a force compressing the spring 5 and raising the piston 3 to the upper position, as shown in FIG. 1. In this position, the piston is fixed with a ball retainer 11, interacting with an annular groove made on the piston. Thus, the fluid is pumped through the valve.

Регулятор расхода переходит в закрытое положение, как это показано на фиг. 2, в случае падения давления жидкости на входе, т.к. усилие, действующее на тарелку клапана 9 и крыльчатку 10, уменьшается. Пружина 5 начинает распрямляться, сдвигая поршень 3 вниз. Тарелка клапана 9 опускается и запирает седло, препятствуя обратному оттоку жидкости. В это время шариковый фиксатор 12 через кольцевую проточку фиксирует поршень 3 в нижнем положении. Так регулятор расхода оказывается в закрытом положении.The flow regulator moves to the closed position, as shown in FIG. 2, in the case of a drop in fluid pressure at the inlet, since the force acting on the valve plate 9 and the impeller 10 is reduced. Spring 5 begins to straighten, moving the piston 3 down. The valve plate 9 lowers and locks the seat, preventing the backflow of fluid. At this time, the ball retainer 12 fixes the piston 3 through the annular groove in the lower position. So the flow regulator is in the closed position.

Вышеописанные циклы открытия-закрытия задвижки могут происходить в течение коротких промежутков времени - от нескольких секунд до периодов, измеряемых долями секунды. Вследствие таких режимов поршень 3 может совершать возвратно-поступательные перемещения с высокой динамикой. Резкое падение поршня приводит к ударным нагрузкам между движущимися и неподвижными деталями. Чтобы предотвратить удары тарелки клапана 9 о седло используется демпфирующий механизм для поршня 3, состоящий из стопорной гайки 13 и пружины 14. Ступенька, выполненная на поршне 3, упирается в пружину 14 при движении поршня вниз и плавно останавливает поршень в нижней точке. Демпфирование позволяет уменьшить износ контактирующих деталей и увеличить периоды времени между ремонтами устройства.The opening and closing cycles of the valve described above can occur for short periods of time - from a few seconds to periods measured in fractions of a second. Due to these modes, the piston 3 can make reciprocating movements with high dynamics. A sharp drop in the piston leads to shock loads between moving and stationary parts. To prevent valve seat 9 from striking the seat, a damping mechanism for piston 3 is used, consisting of a lock nut 13 and spring 14. A step made on piston 3 abuts spring 14 when the piston moves down and smoothly stops the piston at its lowest point. Damping reduces wear on the contacting parts and increases the time between repairs to the device.

Пружина 5, размещенная внутри поршня 3, обеспечивает возвратно-поступательные перемещения поршня. Ее длина соответствует габаритной длине корпуса регулятора расхода 2. Верхняя половина пружины 5 размещена в полости корпуса 2 до контакта с упором 6. Нижняя половина находится в полости поршня 3, где опирается нижним концом на обойму 7 обратного клапана 8. Полости, в которых размещена пружина 5, закрыты от попадания в них перекачиваемой жидкости обратным клапаном 8.Spring 5, located inside the piston 3, provides reciprocating movement of the piston. Its length corresponds to the overall length of the casing of the flow regulator 2. The upper half of the spring 5 is placed in the cavity of the housing 2 before contact with the stop 6. The lower half is located in the cavity of the piston 3, where it rests on the lower end of the cage 7 of the check valve 8. Cavities in which the spring is placed 5, are closed from falling into them pumped liquid check valve 8.

По сравнению с аналогичными пружинами для возвратно-поступательного перемещения поршня у вышеописанных аналогов, пружина 5 в заявляемом устройстве значительно длиннее. Такое выполнение позволяет увеличить срок эксплуатации за счет, в частности, уменьшения удельной величины сжатия пружины. В сочетании с тем, что пружина 5 размещена в замкнутой системе полостей, недоступной для агрессивного воздействия перекачиваемой через задвижку жидкости, достигается повышение срока эксплуатации регулятора расхода без ремонта.Compared with similar springs for reciprocating movement of the piston in the above-described analogs, the spring 5 in the inventive device is much longer. This embodiment allows to increase the service life due to, in particular, reducing the specific value of the compression spring. In combination with the fact that the spring 5 is placed in a closed system of cavities, inaccessible to the aggressive impact of the fluid being pumped through the valve, an increase in the service life of the flow regulator without repair is achieved.

Claims

The flow regulator, comprising a housing with a movable piston with an annular groove for ball retainers placed in it, one end of the housing is closed with a lid, and the opposite one is open and has a flange for mounting the regulator to the drain valve of the pipeline, and at the end of the piston interacting with the drain valve opening, a check valve in the form of a spring-loaded ball and an impeller are installed, characterized in that the piston is spring-loaded with a spring placed inside it, providing its reciprocating movement And at the open end of the housing is mounted a piston damping mechanism is configured as a spring fixed on the one side of the lock nut, and the other in contact with a step formed on the piston.