RU2692582C1

RU2692582C1 - Axial control valve

Info

Publication number: RU2692582C1
Application number: RU2018125195A
Authority: RU
Inventors: Антон Евгеньевич Лебедев; Анна Борисовна Капранова; Александр Михайлович Мельцер; Дмитрий Викторович Воронин; Сергей Владимирович Неклюдов; Егор Михайлович Серов
Priority date: 2018-07-09
Filing date: 2018-07-09
Publication date: 2019-06-25

Abstract

FIELD: valve industry.SUBSTANCE: proposed device relates to valve industry and is intended for control and shutdown of fluids and gases working media. Axial control valve comprises external and internal housings, inlet and outlet branch pipes with flanges, flow divider made in form of perforated hollow cylinder, locking device, which is a cylinder-conical shell with a drive of translational movement in the form of a rack mechanism, on both sides of internal housing there are cylindrical dividers of flow of different diameter, contacting by their external surfaces with locking devices, which are interconnected and with drive of translational movement by means of rack mechanism, coaxially installed in internal housing are cylinder-cone shells – external and internal, and conical parts of each shell are directed to sides of flanges, and axes of holes in cylindrical flow dividers are inclined to valve axis, and angle of inclination of axes on each divider of flow is opposite.EFFECT: offered axial control valve has a relatively simple structure that allows to reduce cavitation effects and increase the service life.1 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к арматуростроению, в частности, к регулирующим клапанам осевого потока, применяемым в промышленной трубопроводной арматуре, и предназначено для регулирования и перекрытия рабочих сред жидкостей и газов.The present invention relates to valves, in particular, to the axial flow control valves used in industrial pipe fittings, and is intended to regulate and shut off the working fluids of liquids and gases.

Известен прямоточный регулирующий клапан DN 100 - 1800 PN 10 - 160 [http://gpvalve.ru/files/images/doc/pdf731.pdf страница 15] содержащий корпус, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, выполненный в виде набора соосно установленных перфорированных полых цилиндров, поршень с приводом и преобразователем вращательного движения в поступательное, представляющим собой кривошипно-шатунный механизм.Known direct-flow control valve DN 100 - 1800 PN 10 - 160 [http://gpvalve.ru/files/images/doc/pdf731.pdf page 15] containing the housing, inlet and outlet nozzles with flanges, flow divider, made in the form of a set coaxially mounted perforated hollow cylinders; a piston with a drive and a converter of rotational motion into a translational motion, representing a crank-connecting rod mechanism.

Недостатками данного клапана являются увеличенные размеры и сложность внутренней полости из-за размещения преобразователя вращательного движения в поступательное кривошипно-шатунного типа, а также возникновение кавитации.The disadvantages of this valve are the increased size and complexity of the internal cavity due to the placement of the transducer of rotational motion in the translational crank type, as well as the occurrence of cavitation.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является прямоточный регулирующий клапан [Патент РФ №2646986], содержащий внешний и внутренний корпус, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, выполненный в виде перфорированного полого цилиндра, запирающее устройство, представляющее собой цилиндро-коническую обечайку с приводом поступательного движения, выполненного в виде реечного механизма.Closest to the proposed invention is a straight-through control valve [RF Patent №2646986], containing an external and internal housing, inlet and outlet nozzles with flanges, a flow divider made in the form of a perforated hollow cylinder, a locking device, which represents a cylindro-conical shell with a drive translational motion, made in the form of a rack mechanism.

К недостаткам данного клапана следует отнести сложность конструкции, возникновение кавитации в процессе работы.The disadvantages of this valve include the complexity of the design, the occurrence of cavitation in the process.

Задачей данного изобретения является создание осевого регулирующего клапана относительно простой конструкции, снижающей кавитацию.The objective of this invention is the creation of an axial control valve with respect to a simple design that reduces cavitation.

Поставленная задача достигается тем, что в осевом регулирующем клапане, содержащем внешний и внутренний корпусы, входной и выходной патрубки с фланцами, делитель потока, выполненный в виде перфорированного полого цилиндра, запирающее устройство, представляющее собой цилиндро-коническую обечайку с приводом поступательного движения в виде реечного механизма, по обе стороны внутреннего корпуса размещены цилиндрические делители потока разного диаметра, контактирующие своими внешними поверхностями с запирающими устройствами, представляющими связанные между собой и с приводом поступательного движения посредством реечного механизма, соосно установленные во внутреннем корпусе цилиндро-конические обечайки - внешнюю и внутреннюю, причем конические части каждой обечайки направлены в стороны фланцев, а оси отверстий в цилиндрических делителях потока наклонены к оси клапана, причем угол наклона осей на каждом делителе потока противоположный.The task is achieved by the fact that in an axial control valve containing outer and inner housings, inlet and outlet with flanges, a flow divider made in the form of a perforated hollow cylinder, a locking device, which is a cylindrical-conical shell with a drive of translational movement in the form of a rack mechanism, on both sides of the inner case are placed cylindrical flow dividers of different diameters, in contact with their outer surfaces with locking devices, presented connected to each other and with a drive of translational motion by means of a rack and pinion mechanism, cylindrical-conical shells coaxially mounted in the inner casing are external and internal, the conical parts of each shell are directed to the sides of the flanges, and the axes of the holes in the cylindrical flow dividers are inclined to the valve axis The angle of inclination of the axes on each divider is opposite.

На фиг. 1 изображена схема осевого регулирующего клапана.FIG. 1 is a diagram of an axial control valve.

Осевой регулирующий клапан содержит внешний 1 и внутренний 2 корпусы, входной и выходной патрубки с фланцами 3 и 4. По обе стороны внутреннего корпуса 2 размещены цилиндрические делители потока 5 и 6, контактирующие своими внешними поверхностями с запирающими устройствами, представляющими связанные между собой и с приводом поступательного движения 9 посредством реечного механизма 10, соосно установленные во внутреннем корпусе цилиндро-коническими обечайками - внешней 7 и внутренней 8, причем конические части каждой обечайки направлены в стороны фланцев, а оси отверстий 11 и 12 в цилиндрических делителях потока 5 и 6 наклонены к оси клапана, причем угол наклона на каждом делителе потока противоположный. Для монтажа внутренних деталей установлены расширительные втулки 13.Axial control valve contains external 1 and internal 2 buildings, inlet and outlet nozzles with flanges 3 and 4. On both sides of the internal case 2 cylindrical flow dividers 5 and 6 are placed, which contact their external surfaces with locking devices representing connected with each other and with the drive translational motion 9 by means of a rack mechanism 10, coaxially mounted in the inner housing by cylinder-conical shells — the outer 7 and inner 8, with the conical parts of each sheath being directed to one hundred ones of the flanges and the axis holes 11 and 12 in the cylindrical flow divider 5 and 6 are inclined to the valve axis, wherein the tilt angle at each opposite flow divider. For installation of internal parts installed expansion sleeves 13.

Осевой регулирующий клапан работает следующим образом.Axial control valve operates as follows.

В полностью открытом положении (открыты все отверстия) внешняя 7 и внутренняя 8 цилиндро-конические обечайки убраны во внутренний объем внутреннего корпуса 2, причем, с целью сокращения размеров клапана, внутренняя 8 убирается в полость во внешней 7 цилиндро-конической обечайки.In the fully open position (all openings are open), the outer 7 and inner 8 cylinder-conical shells are retracted into the internal volume of the inner housing 2, and, in order to reduce the valve size, the inner 8 is retracted into the cavity in the outer 7 cylindro-conical shell.

В промежуточном положении часть отверстий 11 и 12 перекрыты поверхностями цилиндро-конических обечаек 7 и 8, которые при помощи привода поступательного движения 9 через реечный механизм 10 выдвинуты из внутреннего корпуса. В этом случае жидкость проходит сквозь открытые отверстия.In the intermediate position, part of the holes 11 and 12 are covered with surfaces of cylindrical-conical shells 7 and 8, which by means of a drive of translational movement 9 through the lath mechanism 10 are pushed out of the inner case. In this case, the fluid passes through the openings.

В закрытом положении (все отверстия закрыты) внешняя 7 и внутренняя 8 цилиндро-конические обечайки максимально выдвинуты из внутреннего объема внутреннего корпуса 2.In the closed position (all openings are closed), the outer 7 and inner 8 cylindrical-conical shells are maximally extended from the inner volume of the inner housing 2.

Благодаря тому, что по обе стороны внутреннего корпуса размещены цилиндрические делители потока, контактирующие своими внешними поверхностями с запирающими устройствами, в данном клапане обеспечивается двухстадийное регулирование расхода. При этом в центральной части клапана создается промежуточная зона с давлением меньшим, чем на входе, но большим, чем на выходе. Это позволяет снизить перепад давлений и уменьшить кавитационные эффекты.Due to the fact that cylindrical flow dividers are placed on both sides of the inner casing, which contact their external surfaces with locking devices, this valve provides two-stage flow control. At the same time in the central part of the valve an intermediate zone is created with a pressure lower than at the inlet, but greater than at the outlet. This allows to reduce the pressure drop and reduce the cavitation effects.

С целью снижения размеров клапана и использования единого привода для запирающих устройств (цилиндро-конических обечаек - внешней и внутренней), последние связаны между собой и с приводом поступательного движения посредством реечного механизма и соосно установлены во внутреннем корпусе. Зубчатый венец реечного механизма размещен на внутренней поверхности цилиндро-конической обечайки 8 и внешней поверхности внутренней центральной части цилиндро-конической обечайки 7.In order to reduce the size of the valve and use a single actuator for locking devices (cylindrical-conical shells - external and internal), the latter are connected with each other and with the drive of translational motion by means of a rack and pinion mechanism and are coaxially mounted in the internal housing. The gear rim of the rack and pinion mechanism is placed on the inner surface of the cylindrical-conical shell 8 and the outer surface of the inner central part of the cylindrical-conical shell 7.

Для снижения нагрузки на привод и уменьшения возмущения потока во внутреннем объеме клапана конические части каждой обечайки направлены в стороны фланцев (противоположно друг другу).To reduce the load on the actuator and reduce the perturbation of the flow in the internal volume of the valve, the conical parts of each shell are directed to the sides of the flanges (opposite to each other).

Благодаря тому, что оси отверстий в цилиндрических делителях потока наклонены к оси клапана, причем угол наклона осей на каждом делителе потока противоположный поток жидкости менее резко меняет свое направление, что обеспечивает невысокое гидравлическое сопротивление при открытом клапане. Выполнение цилиндрические делители потока разного диаметра позволяет обеспечить большую пропускную способность на первой по ходу течения жидкости ступени, тем самым сформировать внутри клапана промежуточную зону с давлением меньшим, чем на входе, но большим, чем на выходе, необходимую для снижения кавитации.Due to the fact that the axis of the holes in the cylindrical flow dividers are inclined to the axis of the valve, and the angle of inclination of the axes on each flow divider, the opposite fluid flow changes its direction less abruptly, which provides a low flow resistance when the valve is open. The implementation of cylindrical flow dividers of different diameters makes it possible to ensure a large flow rate at the first step along the flow of the fluid, thereby forming an intermediate zone inside the valve with a pressure less than at the inlet but greater than at the outlet necessary to reduce cavitation.

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

Claims

Axial control valve containing external and internal housings, inlet and outlet nozzles with flanges, a flow divider made in the form of a perforated hollow cylinder, a locking device, which is a cylindrical-conical shell with a drive of translational motion in the form of a rack mechanism, characterized in both sides of the inner housing are placed cylindrical flow dividers of different diameters, contacting with their outer surfaces with locking devices representing connected between Cylindro-conical shells, external and internal, coaxially mounted in the inner housing with the drive and translational movement through a rack and pinion mechanism, the conical parts of each shell facing the flanges, and the axis of the holes in the cylindrical flow dividers are inclined to the valve axis, and the angle of inclination of the axes on each flow divider the opposite.