ИГОЛЬЧАТЫЙ ВЕНТИЛЬ
NEEDLE VALVE

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано при разработке устройств для систем перекрытия и сброса давления в коммуникациях.
Известен запорно-дренажный вентиль, в корпусе которого выполнены входной и дренажный каналы, соединенные ступенчатым каналом, кромкой которого образовано седло, и размещены основной и дренажный запорные органы, при этом основной запорный орган установлен с возможностью взаимодействия с седлом, образованным кромкой ступенчатого канала, а дренажный канал разветвлен крестообразно, выход каждого из разветвлений выполнен в виде конусного резьбового отверстия, при этом дренажный запорный орган размещен во втулке, установленной в одном из отверстий и выполненной с седлом, а в других отверстиях установлены заглушка и манометр с возможностью их перестановки (патент РФ №2105217, MПК F16K 1/00 - прототип).
Указанный вентиль работает следующим образом.
При наличии в системе давления и необходимости его контроля вращением маховика против часовой стрелки запорный орган отводится от седла корпуса, образуется зазор, через который система подсоединяется к манометру. После снятия показания манометра вентиль закрывается. Вращением дренажного органа во втулке против часовой стрелки открывается дренажное отверстие в седле и избыточное давление из полости манометра стравливается, после чего дренажный вентиль закрывается.
Недостатками данного вентиля являются его ограниченная применимость, низкая надежность его работы.
Задачей предложенного изобретения является расширение функциональных возможностей вентиля и повышение надежности его работы.
Решение поставленной задачи достигается за счет того, что в предложенном игольчатом вентиле, содержащем корпус, в котором выполнены входной и дренажный каналы, соединенные между собой ступенчатым каналом, кромкой которого образовано седло, установлены основной и дренажный запорные органы, при этом основной запорный орган установлен с возможностью взаимодействия с седлом, образованным кромкой ступенчатого канала, а дренажный канал имеет ответвления, причем выход каждого из ответвлений выполнен в виде конусного резьбового отверстия, при этом дренажный запорный орган размещен предпочтительно во втулке, установленной в одном из отверстий и выполненной с седлом, а в других отверстиях установлены с возможностью их перестановки преимущественно заглушка и предпочтительно средство для измерения давления, преимущественно манометр, согласно изобретению выходная часть входного канала выполнена состоящей, как минимум, из двух сопряженных между собой каналов, входные части которых выполнены профилированными в виде ступенчатого канала и соединены между собой, а выходные расположены преимущественно на смежных поверхностях корпуса вентиля, предпочтительно перпендикулярных, при этом, как минимум, в одной, предпочтительно в каждой, выходной части указанных каналов установлен дополнительный запорный орган, предпочтительно идентичный основному.
В варианте исполнения продольные оси основного и, как минимум, одного дополнительного запорного органа расположены преимущественно в одной плоскости, проходящей перпендикулярно корпусу вентиля через продольную ось ступенчатого канала, что позволяет обеспечить требуемые массово-габаритные характеристики.
h
l
В варианте исполнения входной канал выполнен под углом к продольной оси корпуса, причем угол наклона выбирается из соотношения α=(0,8…1,2)arctg/, при этом h=(0,8…1,2)l, где α - угол наклона отверстия к продольной оси игольчатого вентиля, h - высота входного канала в плоскости установки основного запорного элемента, l - длина от входной плоскости корпуса игольчатого вентиля до оси канала в плоскости установки основного запорного элемента.
Нижнее значение указанных пределов выбрано исходя из того, что при дальнейшем их уменьшении происходит значительное увеличение поперечных размеров корпуса вентиля, что приводит к ухудшению массово-габаритных характеристик вентиля.
Верхнее значение указанных пределов выбрано исходя из того, что при дальнейшем их увеличении происходит значительное увеличение поперечных размеров корпуса, что приводит к ухудшению массово-габаритных характеристик вентиля.
В варианте исполнения основной и запорный дренажный элементы установлены таким образом, что расстояние L между их продольными осями составляет L=(2…10)d, преимущественно L=(4…8)d, где L - расстояние между продольными осями основного и дренажного запорных элементов, d - диаметр дренажного канала.
Нижнее значение указанного предела выбрано исходя из того, что при дальнейшем его уменьшении происходит потеря прочностных свойств корпуса вентиля из-за чрезмерного утонения его стенок.
Верхнее значение указанного предела выбрано исходя из того, что при дальнейшем их увеличении происходит значительное увеличение длины корпуса вентиля, что приводит к ухудшению массово-габаритных характеристик вентиля.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан продольный разрез предложенного игольчатого вентиля, на фиг.2 - поперечный разрез по продольной оси предложенного игольчатого вентиля, на фиг.3 - вид спереди.
Игольчатый вентиль содержит корпус 1, в котором выполнены входной 2 и дренажный 3 каналы, соединенные между собой ступенчатым каналом 4. Кромка 5 указанного канала 4 образует седло 6. В корпусе 1 установлены основной 7 и дренажный 8 запорные органы. Основной запорный орган 7 установлен с возможностью взаимодействия с седлом 6, образованным кромкой ступенчатого канала 4. Дренажный канал 3 имеет ответвления 10, 11, 12, причем выход каждого из ответвлений выполнен в виде конусного резьбового отверстия. Дренажный запорный орган 8 размещен во втулке 13, установленной в одном из отверстий и выполненной с седлом 14. В других отверстиях установлены с возможностью их перестановки заглушка 15 и предпочтительно средство для измерения давления, преимущественно, манометр (не показан). Выходная часть входного канала 2 выполнена состоящей из двух сопряженных между собой каналов 16 и 17, входные части которых выполнены профилированными в виде ступенчатого канала 4. Выходные части каналов 16 и 17 расположены на смежных поверхностях 18 и 19 корпуса 1 вентиля. В выходной части одного из указанных каналов установлен дополнительный запорный орган 20, предпочтительно идентичный основному запорному органу 7.
Корпус 1 клапана со стороны входа имеет наружную коническую резьбу 21, при помощи которой подсоединяется к ответной резьбе оборудования, а со стороны выхода - внутреннюю коническую резьбу 22 на ответвлениях 10, 11 и 12.
Предложенное устройство работает следующим образом.
Корпус 1 клапана при помощи наружной конической резьбы 21 подсоединяется к ответной резьбе оборудования, во внутренней системе которого необходимо измерить давление. Во внутреннюю коническую резьбу 22 на ответвлении 12 устанавливается манометр для измерения давления (условно не показан). Манометр может устанавливаться в гнездо заглушки 15. В этом случае заглушка 15 устанавливается в выходное отверстие ответвления 10 или 11. Вентиль устанавливается на оборудование при закрытом положении основного 7 запорного органа и открытом положении дополнительного запорного органа 20 и дренажного 8 запорного органа.
При использовании основного 7 запорного органа дополнительный запорный орган 20 всегда находится в открытом положении. Перед подачей давления рабочей среды из системы на манометр дренажный 8 запорный орган закрывается. Затем открывается основной 7 запорный орган, образуя зазор между седлом 6 и исполнительным механизмом вентиля, через который давление подается на манометр.
По окончании замеров основной 7 запорный орган закрывается и открывается дренажный 8 запорный орган. Давление сбрасывается через дренажное отверстие в штуцере.
При использовании дополнительного запорного органа 20 основной 7 запорный орган всегда находится в открытом положении. Перед подачей давления рабочей среды из системы на манометр дренажный 8 запорный орган закрывается. Затем открывается дополнительный 20 запорный орган, образуя зазор между седлом 6 и исполнительным механизмом вентиля, через который давление подается на манометр.
По окончании замеров дополнительный 20 запорный орган закрывается и открывается дренажный 8 запорный орган. Давление сбрасывается через дренажное отверстие в штуцере.
При обнаружении утечек по исполнительному механизму основного запорного 7 органа для дополнительной герметизации используется дополнительный 20 запорный орган.
Проведенные авторами и заявителем испытания предложенного полноразмерного игольчатого вентиля подтвердили правильность заложенных конструкторско-технологических решений и выбранных пределов.
Использование предложенного технического решения позволит расширить функциональные возможности вентиля и повысить надежность его работы за счет дублирования основных элементов.