RU2681059C1 - Method of profiling the equal-performance clearance characteristics of the regulatory valve and the device for its implementation - Google Patents
Method of profiling the equal-performance clearance characteristics of the regulatory valve and the device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2681059C1 RU2681059C1 RU2018102197A RU2018102197A RU2681059C1 RU 2681059 C1 RU2681059 C1 RU 2681059C1 RU 2018102197 A RU2018102197 A RU 2018102197A RU 2018102197 A RU2018102197 A RU 2018102197A RU 2681059 C1 RU2681059 C1 RU 2681059C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- separator
- holes
- plunger
- stroke
- valve
- Prior art date
Links
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 title claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 9
- 238000013459 approach Methods 0.000 abstract description 5
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 6
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 3
- 102100027467 Pro-opiomelanocortin Human genes 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
- F16K1/32—Details
- F16K1/54—Arrangements for modifying the way in which the rate of flow varies during the actuation of the valve
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K39/00—Devices for relieving the pressure on the sealing faces
- F16K39/06—Devices for relieving the pressure on the sealing faces for taps or cocks
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K47/00—Means in valves for absorbing fluid energy
- F16K47/08—Means in valves for absorbing fluid energy for decreasing pressure or noise level and having a throttling member separate from the closure member, e.g. screens, slots, labyrinths
- F16K47/14—Means in valves for absorbing fluid energy for decreasing pressure or noise level and having a throttling member separate from the closure member, e.g. screens, slots, labyrinths the throttling member being a perforated membrane
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, в частности к регулирующей трубопроводной арматуре, предназначенной для регулирования потока проходящей текучей среды, и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности.The invention relates to mechanical engineering, in particular to regulating pipeline valves, designed to regulate the flow of passing fluid, and can be used in the oil and gas industry.
В нефтяной и газовой промышленности широко применяются регулирующие клапаны для управления расходом, давлением и температурой потока текучей среды. По условиям автоматизации технологических процессов в трубопроводных гидросистемах наибольшее распространение получили две основные формы пропускных характеристик регулирующих клапанов - линейная (ЛПХ) и равнопроцентная (РПХ). Практическая реализация той или иной пропускной характеристики заключается в изменения площади (профилировании) регулируемого прохода потока текучей среды в регулирующем органе в соответствии с требуемой пропускной характеристикой. При этом одной из задач, возникающих при разработке регулирующей арматуры с клеточным регулирующим органом, является проблема реализации фактической равнопроцентной пропускной характеристики регулирующего клапана с минимальными отклонениями от теоретической ее зависимости. Практика показывает, что профилирование регулируемого прохода в соответствии с равнопроцентным законом, является довольно трудоемким этапом создания регулирующего органа и это вынуждает изготовителя использовать упрощающие математические приемы, которые, в конечном счете, нередко оказываются малоэффективными.In the oil and gas industry, control valves are widely used to control the flow, pressure and temperature of the fluid stream. According to the conditions of automation of technological processes in pipeline hydraulic systems, two main forms of throughput characteristics of control valves are most widely used - linear (LPH) and equal percentage (RPH). The practical implementation of this or that throughput characteristic is to change the area (profiling) of the regulated passage of the fluid flow in the regulatory body in accordance with the required throughput characteristic. At the same time, one of the problems arising in the development of control valves with a cellular regulatory body is the problem of realizing the equal percentage throughput characteristics of the control valve with minimal deviations from its theoretical dependence. Practice shows that profiling an adjustable passage in accordance with an equal percentage law is a rather laborious step in creating a regulatory body and this forces the manufacturer to use simplifying mathematical techniques, which, in the long run, often turn out to be ineffective.
Известен способ реализации пропускной характеристики регулирующего клапана, когда непосредственной ее формой служит конструктивная характеристика, под которой понимается зависимость изменения площади проходного сечения в неподвижном элементе регулирующего органа (сепараторе) от хода подвижного элемента регулирующего органа (плунжера). Для некоторых регулирующих органов, например таких, как клеточные клапаны и шиберные задвижки, характерны практически постоянные значения коэффициента расхода. Это в свою очередь, обуславливает идентичность характера изменения пропускной и конструктивной характеристик регулирующего органа (Черноштан В.И., Благов Э.Е. Особенности профилирования регулирующих органов с требуемой пропускной характеристикой). Фактором, усугубляющим проблему обеспечения равнопроцентной характеристики, является невозможность ее полной реализации, поскольку используется два участка характеристики равнопроцентного и линейного с уменьшенным значением пропускной способности по сравнению с заявленным номинальным значением. Проблема решается подгонкой к необходимой величине пропускной способности с помощью подходящей криволинейной характеристики, естественно, отличающейся от требуемой равнопроцентной. Такие приведенные характеристики получили название модифицированных. Отсутствие критериев допустимого отклонения кривой от равнопроцентного закона ставит вопрос о правомерности такой замены.A known method of implementing the throughput characteristics of the control valve, when its direct form is a structural characteristic, which is understood as the dependence of the change in the area of the passage in the stationary element of the regulatory body (separator) on the course of the movable element of the regulatory body (plunger). Some regulatory bodies, such as cell valves and slide gate valves, are characterized by almost constant flow rates. This, in turn, determines the identity of the nature of the change in the throughput and constructive characteristics of the regulatory body (Chernoshtan V.I., Blagov E.E. Features of profiling of regulatory bodies with the required throughput characteristic). A factor that aggravates the problem of ensuring an equal percentage characteristic is the impossibility of its full implementation, since two sections of the equal percentage and linear characteristics are used with a reduced value of throughput compared to the declared nominal value. The problem is solved by fitting to the required throughput with the help of a suitable curvilinear characteristic, naturally different from the required equal percentage. These characteristics are called modified. The absence of criteria for the permissible deviation of the curve from an equal percentage law raises the question of the legality of such a replacement.
Известен регулирующий клапан, содержащий регулирующий орган, состоящий из подвижной части в виде плунжера и неподвижной части в виде перфорированного стакана (сепаратора) с выполненными в нем радиальными круглыми отверстиями. В этой конструкции поток текучей среды, проходящей через клапан, регулируется путем перекрытия отверстий в сепараторе, перемещающимся внутри него плунжером, который изменяет суммарную площадь открытых отверстий. Максимальная пропускная способность такого клапана определяется размерами клапана и сепаратора. (Mokveld Valves B.V. Каталог фирмы «Моквелд Регулирующие клапаны» «Mocveld Valvs bv», P.O. Box 227 Моквелд Маркетинг, 2800 AE Gouda Holland, Nijverheidsstraat, стр. 3, 4, 8; Сайт Моквелд: https://mokveld.com/en/axial-control-valve продукция фирмы «Моквелд»)Known control valve containing a regulatory body, consisting of a movable part in the form of a plunger and a fixed part in the form of a perforated glass (separator) with radial round holes made in it. In this design, the fluid flow through the valve is controlled by blocking the openings in the separator by a plunger moving inside it, which changes the total area of the openings. The maximum throughput of such a valve is determined by the dimensions of the valve and the separator. (Mokveld Valves BV Mokveld Valve Bv Catalog, Mocveld Valvs bv, PO Box 227 Mokveld Marketing, 2800 AE Gouda Holland, Nijverheidsstraat, pp. 3, 4, 8; Mokveld Website: https://mokveld.com/en / axial-control-valve Mokveld products)
Однако, вследствие того, что, количество и расположение отверстий в каждом ряду сепаратора остается постоянным, площадь регулируемого прохода в клапане при перемещении плунжера, изменяется практически линейно (или близко к линейной зависимости). Более того, при указанном взаимном расположении отверстий в сепараторе, для известных конструкций невозможно реализовать равнопроцентную пропускную характеристику, удовлетворяющую нормативным требованиям применяя круглые отверстия одного диаметра.However, due to the fact that the number and location of holes in each row of the separator remains constant, the area of the controlled passage in the valve when moving the plunger changes almost linearly (or close to a linear relationship). Moreover, with the indicated mutual arrangement of the holes in the separator, it is impossible to realize an equal percentage throughput characteristic for known designs that meets regulatory requirements using round holes of the same diameter.
Известен регулирующий клапан, содержащий корпус, регулирующий орган, имеющий неподвижную и подвижную, выполненную с возможностью осевого перемещения вдоль продольной оси клапана, части, при этом неподвижная часть регулирующего органа выполнена в виде стакана (сепаратора) с расположенными в нем радиальными отверстиями, взаимодействующего с подвижной частью регулирующего органа (плунжера) с возможностью перекрывания проходных сечений радиальных отверстий сепаратора при его перемещении (Патент РФ №2529962 С1, МПК F16K 1/12, F16K 1/54, F16K 39/04, F16K 47/14, приоритет от 24.04.2013, опуб. 10.10.2014). Регулирование расхода текучей среды в данном клапане обеспечивается за счет изменения проходной площади круглых отверстий сепаратора при перемещении плунжера, изменяющего площадь открытых отверстий сепаратора, и характеризуется линейной формой пропускной характеристики.Known control valve containing a housing, a regulatory body having a fixed and movable, made with the possibility of axial movement along the longitudinal axis of the valve, part, while the fixed part of the regulatory body is made in the form of a glass (separator) with radial holes located in it, interacting with the movable part of the regulatory body (plunger) with the ability to overlap the passage sections of the radial holes of the separator when moving it (RF Patent No. 2529962 C1, IPC F16K 1/12, F16K 1/54, F16K 39/04, F16K 47/14, p ioritet on 04/24/2013, opub. 10.10.2014). The regulation of the fluid flow rate in this valve is ensured by changing the passage area of the separator’s circular holes when moving the plunger, which changes the area of the openings of the separator, and is characterized by a linear shape of the flow characteristic.
Однако, в известном клапане невозможно реализовать равнопроцентную пропускную характеристику, удовлетворяющую нормативным требованиям в части отклонения действительных значений пропускной способности от расчетных, без учета взаимного расположения отверстий одного диаметра.However, in the known valve it is impossible to realize an equal percentage throughput characteristic that meets regulatory requirements in terms of deviation of the actual values of the throughput from the calculated values, without taking into account the mutual arrangement of holes of the same diameter.
Известен регулирующий клапан, содержащий корпус, в котором установлен плунжер, взаимодействующий с сепаратором с выполненными в нем отверстиями в форме щелей с равнопроцентной характеристикой. Регулирование расхода текучей среды производится за счет перемещения плунжера, изменяющего площадь открытых отверстий. В данном клапане, в результате расчетов на моделях, получены пропускные характеристики клапана, после чего выполнено профилирование щелей для получения более точного совпадения пропускной характеристики с идеальной равнопроцентной пропускной характеристикой (Пасько П.И. «Исследование гидродинамики осесимметричных клеточных регулирующих клапанов для трубопроводов ТЭС и АЭС». Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Новочеркасск. 2008 г., стр. 7, 13, 14).Known control valve containing a housing in which a plunger is installed, interacting with the separator with holes made in it in the form of slots with an equal percentage characteristic. Fluid flow control is performed by moving the plunger, which changes the area of open holes. In this valve, as a result of calculations on models, the valve’s flow characteristics were obtained, and then the slots were profiled to obtain a more exact match of the flow characteristics with the ideal equal percentage flow characteristics (Pasko P.I. “Study of the hydrodynamics of axisymmetric cellular control valves for pipelines of TPPs and NPPs ". Abstract of dissertation for the degree of candidate of technical sciences. Novocherkassk. 2008, p. 7, 13, 14).
Недостатком данной конструкции является то, что не показано, каким способом получено более точное совпадение с идеальной (теоретической) равнопроцентной характеристикой и какова при этом погрешность отклонения фактической пропускной характеристики от идеальной.The disadvantage of this design is that it is not shown in what way a more exact match with the ideal (theoretical) equal percentage characteristic was obtained, and what is the error in deviating the actual throughput characteristic from the ideal one.
Известен регулирующий клапан с равнопроцентной пропускной характеристикой, в корпусе которого установлен плунжер и сепаратор, в стенках которого вдоль продольной его оси выполнены радиальные профильные щелевые отверстия, соединенные с отверстиями, имеющими форму усеченного круга. Данная конструкция обеспечивает максимальное (не более 10%) отклонение фактической равнопроцентной характеристики от теоретической (Патент РФ №2597798 С1, МПК F16K 47/14, F16K 1/12, приоритет от 18.09.2015, опуб. 10.10.2014).Known control valve with an equal percentage flow characteristic, in the housing of which a plunger and a separator is installed, in the walls of which along the longitudinal axis there are made radial shaped slotted holes connected to holes having the shape of a truncated circle. This design provides a maximum (no more than 10%) deviation of the actual equal percentage characteristic from the theoretical one (RF Patent No. 2597798 C1, IPC F16K 47/14,
Недостатком известной конструкции клапана является технологическая сложность изготовления профильных радиальных щелевых отверстий в сепараторе.A disadvantage of the known valve design is the technological complexity of manufacturing profile radial slotted holes in the separator.
Известен регулирующий клапан, содержащий полый корпус, внутри которого установлен регулирующий орган с возможностью осевого перемещения подвижной его части вдоль продольной оси клапана, взаимодействующей с неподвижной частью, выполненной в виде сепаратора, в стенках которого вдоль продольной оси клапана расположены радиальные профильные щелевые и круглые отверстия, обеспечивающие равнопроцентную пропускную характеристику (Моквелд. «Клапаны защиты от гидроудара (перепускные демпфирующие клапаны)». Каталог, стр. 1-4).Known control valve containing a hollow body, inside of which there is a regulatory body with the possibility of axial movement of its moving part along the longitudinal axis of the valve, interacting with the fixed part, made in the form of a separator, in the walls of which along the longitudinal axis of the valve there are radial profile slotted and round holes, providing equal percent throughput characteristic (Mokveld. "Hamper protection valves (bypass damping valves)". Catalog, p. 1-4).
Однако в данном клапане имеются круглые и радиальные профильные щелевые отверстия, которые между собой не соединены, а клапан дополнительно снабжен управляющим клапаном. Требуемая пропускная характеристика основного регулирующего клапана обеспечивается за счет линейной характеристики управляющего клапана в сочетании с профильными щелевыми и круглыми радиальными отверстиями при перемещении плунжера. Таким образом, обеспечивается равнопроцентная пропускная характеристика основного клапана. Данный клапан наряду с усложнением конструкции за счет дополнительного управляющего клапана имеет те же, указанные выше, недостатки в части обеспечения наилучшего совпадения фактической пропускной способности с теоретической ее зависимостью на той части хода плунжера, где расположены круглые отверстия.However, this valve has round and radial profile slotted holes that are not connected to each other, and the valve is additionally equipped with a control valve. The required throughput characteristic of the main control valve is provided due to the linear characteristics of the control valve in combination with profile slotted and round radial holes when moving the plunger. Thus, an equal percentage throughput characteristic of the main valve is provided. This valve, along with the complexity of the design due to the additional control valve, has the same disadvantages mentioned above in terms of ensuring the best match between the actual throughput and its theoretical dependence on that part of the plunger stroke where the round holes are located.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ профилирования равнопроцентной пропускной характеристики регулирующего клапана, включающий получение необходимой зависимости изменения суммарного проходного сечения, образованного круглыми, не связанными между собой отверстиями в стенке сепаратора, при перемещении плунжера вдоль его оси. Зависимость получают путем набора одинаковых отверстий не более двух диаметров в соответствии с двумя участками требуемой равнопроцентной зависимости (Черноштан В.И., Благов Э.Е. Рациональное профилирования клеточных регулирующих клапанов с равнопроцентной пропускной характеристикой).The closest technical solution, selected as a prototype, is a method for profiling an equal percentage throughput characteristic of a control valve, which includes obtaining the necessary dependence of the change in the total flow area formed by round, unconnected holes in the separator wall, when the plunger moves along its axis. Dependence is obtained by a set of identical holes of no more than two diameters in accordance with two sections of the required equal percentage dependence (Chernoshtan V.I., Blagov E.E. Rational profiling of cellular control valves with equal percentage throughput characteristic).
Однако, в данном способе для обеспечения требуемой равнопроцентной зависимости изменения пропускной способности от хода плунжера, прибегают к подгонке профилируемого проходного сечения путем принудительного размещения требуемой площади, даже если это ведет к отходу от требуемой формы регулировочной характеристики, то есть к ее искажению, в результате чего происходит отклонение фактической равнопроцентной пропускной характеристики от теоретической.However, in this method, in order to ensure the required equal percentage dependence of the change in throughput on the stroke of the plunger, they resort to fitting the profiled bore through forced placement of the required area, even if this leads to a departure from the required shape of the adjustment characteristic, that is, to its distortion, resulting in the deviation of the actual equal percentage throughput characteristic from the theoretical one occurs.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой конструкции клапана является регулирующий клапан, содержащем установленный в корпусе регулирующий орган с возможностью перемещения подвижной его части в виде плунжера вдоль продольной оси клапана, взаимодействующим с неподвижной его частью в виде сепаратора, в стенках которого вдоль продольной оси клапана расположены радиальные круглые отверстия одинакового диаметра, образующие суммарное проходное сечение, при этом перфорация отверстиями сепаратора выполнена неравномерно, с уменьшением плотности отверстий по мере приближения к выходному сечению сепаратора (Патент РФ №165850 F16K 1/12, F16K 48/08, F16K 39/04, приоритет от 16.09.2015, опуб. 10.11.2016).The closest in technical essence to the proposed valve design is a control valve containing a regulatory body installed in the housing with the ability to move its movable part in the form of a plunger along the longitudinal axis of the valve, interacting with its fixed part in the form of a separator, in the walls of which are located along the longitudinal axis of the valve radial round holes of the same diameter, forming the total bore, while the perforation of the separator holes is made uneven, with a decrease in the density of the holes as they approach the output section of the separator (RF Patent No. 165850
Однако в данной конструкции отсутствуют данные о количестве отверстий и уменьшении плотности их расположения по мере приближения к торцевому стыку сепаратора и выходного патрубка, что не позволяет получить данные о допустимом отклонении теоретического профиля проходного сечения от фактического. То есть, фактически, является неопределенным закон изменения проходного сечения, обеспечивающий получение заданной равнопроцентной пропускной характеристики и соответствие изменения проходного сечения требуемой равнопроцентной пропускной характеристике.However, in this design there is no data on the number of holes and a decrease in their density as they approach the separator and the outlet pipe, which does not allow obtaining data on the allowable deviation of the theoretical profile of the passage section from the actual one. That is, in fact, the law of the change in the cross section is undefined, which ensures the receipt of a given equal percentage throughput characteristic and the correspondence of the change in the cross section to the required equal percentage throughput characteristic.
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в создании регулирующего органа клапана, в котором за счет организации взаимного расположения одинаковых круглых отверстий обеспечивается задаваемое отклонение фактической проходной площади сепаратора от теоретической зависимости и реализуется равнопроцентная пропускная характеристика клапана.The technical result, to which the claimed invention is directed, consists in creating a valve regulating body in which, by arranging the mutual arrangement of identical round holes, a predetermined deviation of the separator actual passage area from the theoretical dependence is provided and an equal percentage valve throughput is realized.
Поставленный технический результат достигается тем, что в способе профилирования равнопроцентной пропускной характеристики регулирующего клапана, включающем получение изменения суммарного проходного сечения, образованного круглыми, не связанными между собой отверстиями одинакового диаметра в стенке сепаратора, при перемещении плунжера вдоль его оси, согласно изобретению, предварительно вычисляют расстояние между центрами круглых отверстий, находящихся в сечениях на образующих по внутреннему диаметру сепаратора, в пределах условного хода плунжера по формуле:The technical result achieved is achieved by the fact that in the method of profiling an equal percentage throughput characteristic of the control valve, which includes obtaining a change in the total flow area formed by round, unconnected holes of the same diameter in the separator wall, when moving the plunger along its axis, according to the invention, the distance is preliminarily calculated between the centers of the round holes located in sections on the generators of the inner diameter of the separator, within the conditions th stroke of the plunger according to the formula:
hs=S+d,h s = S + d,
при этом центры отверстий, кромки которых совпадают с началом условного хода плунжера на образующих, располагают между центрами отверстий на соседних образующих, кромки последних отверстий которых совмещены с концом условного хода плунжера, затем вычисляют целое количество круглых отверстий на каждой образующей по формуле:the centers of the holes, the edges of which coincide with the beginning of the conditional stroke of the plunger on the generators, are located between the centers of the holes on the adjacent generators, the edges of the last holes of which are aligned with the end of the conditional stroke of the plunger, then the integer number of round holes on each generator is calculated by the formula:
и определяют максимальное количество образующих в любом сечении сепаратора по формуле:and determine the maximum number of generators in any section of the separator according to the formula:
затем вычисляют целое количество отверстий в пределах условного хода плунжера, размещаемых в каждом сечении по образующим сепаратора, по формулеthen calculate the whole number of holes within the conditional stroke of the plunger, placed in each section along the separator, according to the formula
а изменение суммарного проходного сечения сепаратора FΣ в пределах условного хода плунжера вычисляют из решения системы уравнений:and the change in the total bore of the separator F Σ within the conditional stroke of the plunger is calculated from the solution of the system of equations:
FΣ=Fn+F0 F Σ = F n + F 0
F0=N0⋅FF 0 = N 0 ⋅ F
затем оценивают отклонение фактической проходной площади сепаратора от теоретической зависимости для создания равнопроцентной пропускной характеристики по формуле:Then, the deviation of the actual passage area of the separator from the theoretical dependence is estimated to create an equal percentage throughput characteristic by the formula:
где hs - расстояние между центрами круглых отверстий, расположенных на образующих внутреннего диаметра сепаратора, м;where h s is the distance between the centers of the circular holes located on the generators of the inner diameter of the separator, m;
S - расстояние по образующей внутреннего диаметра между соседними отверстиями, м;S is the distance along the generatrix of the inner diameter between adjacent holes, m;
d - диаметр круглых отверстий в проходном сечении сепаратора, м;d is the diameter of the round holes in the bore of the separator, m;
n - целое количество отверстий по образующей внутреннего диаметра сепаратора, шт.;n is an integer number of holes along the generatrix of the inner diameter of the separator, pcs .;
hy=n⋅hs+d - условный (максимальный) ход плунжера, м;h y = n⋅h s + d - conditional (maximum) stroke of the plunger, m;
hs - расстояние между центрами круглых отверстий по образующей внутреннего диаметра сепаратора, м;h s is the distance between the centers of the round holes along the generatrix of the inner diameter of the separator, m;
Nmax - максимальное количество образующих в любом сечении сепаратора, шт.;N max - the maximum number of generators in any section of the separator, pcs .;
π=3.14 - математическая постоянная, равная отношению длины окружности к ее диаметру;π = 3.14 - mathematical constant equal to the ratio of the circumference of a circle to its diameter;
Y - расстояние по хорде внутреннего диаметра между соседними отверстиями в сечении сепаратора, м;Y is the chord distance of the inner diameter between adjacent holes in the cross section of the separator, m;
D - внутренний диаметр сепаратора, м;D is the inner diameter of the separator, m;
Ni - количество круглых отверстий диаметром d в каждом расчетном сечении сепаратора, шт;N i - the number of round holes with a diameter of d in each design section of the separator, pcs;
i - порядковый номер текущего расчетного сечения, i изменяется от 0 до m=2⋅n-1 - суммарное количество расчетных сечений;i - serial number of the current calculated section, i varies from 0 to m = 2⋅n-1 - the total number of calculated sections;
Ф0 - относительная величина начальной пропускной способности клапана;F 0 - the relative value of the initial valve throughput;
xi - текущее значение хода плунжера, м;x i - the current value of the plunger stroke, m;
FΣ - суммарное проходное сечение сепаратора в пределах условного хода плунжера, м2;F Σ is the total bore of the separator within the conditional stroke of the plunger, m 2 ;
Fn - суммарная площадь круглых одинаковых отверстий в пределах условного хода плунжера, м2;F n - the total area of round identical holes within the conditional stroke of the plunger, m 2 ;
F0 - суммарная площадь круглых отверстий, соответствующая относительной начальной пропускной способности за пределами условного хода плунжера, м2;F 0 - the total area of round holes corresponding to the relative initial throughput outside the conditional stroke of the plunger, m 2 ;
N0 - количество отверстий за пределами условного хода плунжера, соответствующее относительной начальной пропускной способности;N 0 - the number of holes outside the conditional stroke of the plunger, corresponding to the relative initial throughput;
Вычисление расстояния hs=S+d между центрами отверстий, расположенных на образующей, для задаваемых в качестве исходных данных диаметра круглого отверстия d и минимального расстояния между отверстиями S, позволяет определить с точностью до целого числа количество круглых отверстийThe calculation of the distance h s = S + d between the centers of the holes located on the generatrix for the diameter of the circular hole d and the minimum distance between the holes S specified as the initial data allows determining the number of round holes to an integer
Выбор диаметра круглого отверстия определяется необходимостью получения требуемой величины пропускной способности клапана. Увеличение диаметра круглого отверстия и уменьшение расстояния между отверстиями S приводит к росту суммарного проходного сечения за счет более эффективного использования боковой поверхности сепаратора. Изменение величины расстояния между круглыми отверстиями в пределах от 0 до d и размещение центров отверстий в сечениях на образующих по внутреннему диаметру сепаратора в пределах условного хода плунжера, обеспечивает непрерывность изменения суммарного проходного сечения сепаратора в соответствии с равнопроцентным законом. При этом, выбор минимального значения расстояния между отверстиями определяется требованиями по прочности сепаратора и улучшения технологичности изготовления близко расположенных круглых отверстий.The choice of the diameter of the round hole is determined by the need to obtain the required valve capacity. An increase in the diameter of the round hole and a decrease in the distance between the holes S leads to an increase in the total bore due to more efficient use of the side surface of the separator. Changing the distance between round holes in the range from 0 to d and placing the centers of the holes in the sections forming the inner diameter of the separator within the conditional stroke of the plunger ensures continuity of change in the total bore of the separator in accordance with an equal percentage law. Moreover, the choice of the minimum distance between the holes is determined by the requirements for the strength of the separator and improve the manufacturability of the manufacture of closely spaced round holes.
Вычисление максимального количества образующихCalculation of the maximum number of generators
в любом сечении сепаратора при заданных значениях внутреннего диаметра сепаратора D и расстоянии по хорде между центрами отверстий в одном сечении Y, необходимо для рационального использования боковой поверхности сепаратора с целью создания требуемого проходного сечения. На каждой образующей обеспечивается размещение n круглых отверстий, смещенных относительно друг друга на величину hs/2, т.е. между центрами отверстий каждой образующей. Увеличение величины Y приводит к уменьшению проходного сечения сепаратора и, соответственно, к уменьшению пропускной способности регулирующего органа клапана. При этом, выбор величин S, Y, влияющих на минимальное расстояние между соседними отверстиями по любому направлению, позволяет обеспечить необходимые условия прочности сепаратора и улучшения технологичности изготовления близко расположенных круглых отверстий.in any section of the separator for given values of the inner diameter of the separator D and the chord distance between the centers of the holes in the same section Y, it is necessary for the rational use of the side surface of the separator in order to create the required flow section. On each generatrix, n round holes are provided that are offset from each other by h s / 2, i.e. between the centers of the holes of each generatrix. An increase in Y leads to a decrease in the cross-section of the separator and, accordingly, to a decrease in the throughput of the valve regulator. At the same time, the choice of S, Y values that affect the minimum distance between adjacent holes in any direction allows us to provide the necessary conditions for the strength of the separator and improve the manufacturability of manufacturing closely spaced round holes.
На основании максимального количества образующих по формуле
Причем центры отверстий, кромки которых совпадают с началом условного хода плунжера на образующих, располагают между центрами отверстий на соседних образующих, кромки последних отверстий которых совмещены с концом условного хода плунжера. Таким образом, обеспечивается получение равнопроцентной пропускной характеристики с оцениваемой величиной отклонение фактического проходного сечения от теоретического его значения из-за округления количества отверстий до целых чисел, использования отверстий только одного диаметра, а также учета взаимного их расположения.Moreover, the centers of the holes, the edges of which coincide with the beginning of the conditional stroke of the plunger on the generators, are located between the centers of the holes on the adjacent generators, the edges of the last holes of which are aligned with the end of the conditional stroke of the plunger. In this way, an equal percentage throughput characteristic is obtained with the estimated value, the deviation of the actual passage section from its theoretical value due to rounding of the number of holes to integer numbers, the use of holes of only one diameter, and also taking into account their mutual arrangement.
На основании решения системы уравнений:Based on the solution of the system of equations:
FΣ=Fn+F0 F Σ = F n + F 0
F0=N0⋅FF 0 = N 0 ⋅ F
вычисляют необходимые для проектирования регулирующего органа клапана величины суммарного проходного сечения FΣ в пределах условного хода плунжера, суммарную площадь круглых отверстий, соответствующую относительной начальной пропускной способности F0, суммарную площадь круглых одинаковых отверстий в пределах условного хода плунжера Fn и количество отверстий, соответствующее принятому значению начальной пропускной способности N0. Полученные данные об изменении суммарного проходного сечения сепаратора используются для оценки соответствия фактического его проходного сечения теоретическому значению.calculate the total flow cross-section F Σ necessary for the design of the valve regulator within the conditional plunger stroke, the total area of round holes corresponding to the relative initial throughput F 0 , the total area of identical round holes within the conditional plunger stroke F n and the number of holes corresponding to the accepted the value of the initial throughput N 0 . The obtained data on the change in the total bore of the separator are used to assess the compliance of its actual bore with the theoretical value.
Степень соответствия полученной зависимости изменения проходного сечения требуемой равнопроцентной пропускной характеристике в пределах условного хода плунжера оценивается в процентах из выраженияThe degree of correspondence of the obtained dependence of the change in the flow cross section to the required equal percentage throughput characteristic within the conditional stroke of the plunger is estimated as a percentage of the expression
Задавая варьируемые при проектировании регулирующего органа клапана величины d, S, hy, Y, D, δFi получают необходимые данные для изготовления регулирующего органа клапана с требуемой равнопроцентной характеристикой.By setting the values of d, S, h y , Y, D, δF i that vary during the design of the valve regulator, the necessary data are obtained for the manufacture of the valve regulator with the required equal percentage characteristic.
Технический результат в предлагаемом изобретении достигается тем, что, в регулирующем клапане с равнопроцентной пропускной характеристикой, содержащем установленный в корпусе регулирующий орган с возможностью перемещения подвижной его части в виде плунжера вдоль продольной оси клалана, взаимодействующим с неподвижной его частью в виде сепаратора, в стенках которого вдоль продольной оси клапана расположены радиальные круглые отверстия одинакового диаметра, образующие суммарное проходное сечение, при этом перфорация отверстиями сепаратора выполнена неравномерно, с уменьшением плотности отверстий по мере приближения к выходному сечению сепаратора, отличающийся тем, что, неравномерная перфорация сепаратора отверстиями выполнена по окружности в каждом сечении вдоль образующих по его внутреннему диаметру, при этом кромки отверстий на образующих, совпадающих с началом условного хода плунжера и соответствующих относительной начальной пропускной способности клапана, расположены в одном сечении.The technical result in the present invention is achieved by the fact that, in a control valve with an equal percentage flow characteristic, containing a regulating body installed in the housing with the ability to move its movable part in the form of a plunger along the clan’s longitudinal axis, interacting with its fixed part in the form of a separator, in the walls of which radial round holes of the same diameter are located along the longitudinal axis of the valve, forming a total bore, and perforation with openings se the arator is made unevenly, with a decrease in the density of the holes as it approaches the output section of the separator, characterized in that the uneven perforation of the separator with holes is made around the circumference in each section along the generatrices along its inner diameter, while the edges of the holes on the generators coincide with the beginning of the conditional stroke the plunger and the corresponding relative initial valve capacity are located in one section.
Расположение круглых отверстий в каждом сечении сепаратора неравномерно по его внутреннему диаметру, как показали расчеты, но с соблюдением необходимого их количества, не влияет на форму пропускной характеристики и позволяет упростить технологию изготовления сепаратора за счет более рационального размещения отверстий.The arrangement of round holes in each section of the separator is not uniform in its inner diameter, as the calculations showed, but with the necessary number of them, it does not affect the shape of the throughput characteristic and allows to simplify the manufacturing technology of the separator due to more rational placement of holes.
Совмещение кромок отверстий, расположенных на образующих, с началом условного хода плунжера и расположение кромок, соответствующих относительной начальной пропускной способности клапана в том же сечении, позволяет обеспечить непрерывное изменение проходного сечения в пределах условного хода плунжера, соответствующее равнопроцентной характеристике с погрешностью не более 10% относительно теоретической зависимости. Причем величина погрешности в этом случае определяется только точностью совпадения реальной суммарной проходной площади с теоретической. Допускаемое отклонение в соответствии с (Клапаны регулирующие односедельные, двухседельные и клеточные. Общие технические условия. ГОСТ 12893-2005, стр. 5, пункт 3.1.69 и стр. 8, пункт 6.5.1.) составляет от 15 до 28,6% в зависимости от хода плунжера. Большее значение допускаемого отклонения соответствует началу хода плунжера при открытии клапана.The combination of the edges of the holes located on the generators, with the beginning of the conditional stroke of the plunger and the location of the edges corresponding to the relative initial throughput of the valve in the same section, allows for a continuous change in the flow area within the conditional stroke of the plunger, corresponding to an equal percentage characteristic with an error of not more than 10% relative theoretical dependence. Moreover, the magnitude of the error in this case is determined only by the accuracy of coincidence of the real total passage area with the theoretical one. The permissible deviation in accordance with (Single-seat, two-seat and valve control valves. General specifications. GOST 12893-2005,
Практический интерес для одного и того же клапана представляет случай замены в нем сепаратора, обеспечивающего линейную пропускную характеристику, на сепаратор, обеспечивающий равнопроцентную пропускную характеристику.Of practical interest for the same valve is the case in which a separator providing a linear throughput characteristic is replaced with a separator providing an equal percentage throughput characteristic.
При этом следует отметить, что для сепараторов, имеющих одинаковые размеры отверстий, максимальное значение пропускной способности при равнопроцентной характеристике будет всегда меньше значения максимальной пропускной способности при линейной характеристике (Черноштан В.И., Благов Э.Е. Рациональное профилирования клеточных регулирующих клапанов с равнопроцентной пропускной характеристикой).It should be noted that for separators having the same hole sizes, the maximum value of the throughput with an equal percentage characteristic will always be less than the maximum throughput with a linear characteristic (Chernoshtan V.I., Blagov E.E. Rational profiling of cellular control valves with an equal percentage bandwidth characteristic).
Пропускная способность клапана согласно (Гуревич Д.Ф. «Расчет и конструирование трубопроводной арматуры: Расчет трубопроводной арматуры». Изд. 5-е. М., Изд. ЛКИ, 2008, стр. 454.) равна:The valve capacity according to (Gurevich DF “Calculation and design of pipe fittings: Calculation of pipe fittings”. Ed. 5th. M., Ed. LCI, 2008, p. 454.) is equal to:
где Kvi - текущее значение пропускной способности, м3/ч;where K vi is the current value of throughput, m 3 / h;
ρ=1000 кг/м3, плотность текучей среды (воды);ρ = 1000 kg / m 3 , the density of the fluid (water);
ζ - коэффициент гидравлического сопротивления.ζ is the coefficient of hydraulic resistance.
Математическое выражение для равнопроцентной пропускной характеристики имеет видThe mathematical expression for an equal percentage throughput characteristic has the form
где
Kvi - текущее значение пропускной способности, м3/ч;K vi - the current value of throughput, m 3 / h;
Kvy - значение пропускной способности, соответствующее условному ходу плунжера, м3/ч;K vy - throughput value corresponding to the conditional stroke of the plunger, m 3 / h;
Ф0 - значения начальной пропускной способности в соответствии с (Клапаны регулирующие односедельные, двухседельные и клеточные. Общие технические условия. ГОСТ 12893-2005, стр. 5, пункт 3.1.69 и стр. 8, пункт 6.5.1.).Ф 0 - initial throughput values in accordance with (Single-seat, two-seat and cellular control valves. General specifications. GOST 12893-2005,
Предполагая, что коэффициент гидравлического сопротивления ζ при течении в отверстиях сепаратора слабо зависит от формы и площади радиальных круглых отверстий диаметром d, пропускная способность клапана будет практически пропорциональна суммарной проходной площади радиальных круглых отверстий диаметром d.Assuming that the coefficient of hydraulic resistance ζ during flow in the separator holes is weakly dependent on the shape and area of the radial round holes of diameter d, the valve capacity will be practically proportional to the total passage area of the radial round holes of diameter d.
Изобретение поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:
на фиг. 1 - показан общий вид регулирующего клапана с равнопроцентной пропускной характеристикой, продольный разрез в аксонометрии;in FIG. 1 - shows a General view of the control valve with an equal percentage flow characteristic, a longitudinal section in a perspective view;
на фиг. 2 - показан отдельно сепаратор, продольный разрез в аксонометрии;in FIG. 2 - shows separately a separator, a longitudinal section in a perspective view;
на фиг. 3 - приведен чертеж сепаратора, продольный разрез, сечение А-А соответствует расчетному сечению 12, сечение Б-Б соответствует расчетному сечению 11 таблицы 1;in FIG. 3 - shows a drawing of a separator, a longitudinal section, section A-A corresponds to the calculated section 12, section BB corresponds to the calculated section 11 of table 1;
на фиг. 4 - приведено сечение А-А сепаратора на фиг. 3, величина Y соответствует хорде между образующими по внутреннему диаметру сепаратора, увеличено;in FIG. 4 shows a section AA of the separator in FIG. 3, the value of Y corresponds to the chord between the generators along the inner diameter of the separator, increased;
на фиг. 5 - приведено сечение Б-Б сепаратора на фиг. 3, величина D соответствует внутреннему диаметру сепаратора, увеличено;in FIG. 5 shows a section BB of the separator in FIG. 3, the value of D corresponds to the inner diameter of the separator, increased;
на фиг. 6 - приведен вид В сепаратора на фиг. 3, величины d, hS и S соответствуют диаметру одинаковых круглых отверстий, шагу между одинаковыми круглыми отверстиями и минимальной толщины перемычки между одинаковыми круглыми отверстиями по образующей внутреннего диаметра сепаратора соответственно, увеличено;in FIG. 6 is a view B of the separator of FIG. 3, the values of d, h S and S correspond to the diameter of the same round holes, the step between the same round holes and the minimum thickness of the jumper between the same round holes along the generatrix of the inner diameter of the separator, respectively, increased;
на фиг. 7 - приведены рассчитанные теоретические значения относительной пропускной способности клапана в текущем расчетном сечении Фi, численно равные относительной суммарной проходной площади (пунктирная линия) и относительной фактической площади проходного сечения Fi (сплошная линия);in FIG. 7 - calculated theoretical values of the relative throughput of the valve in the current calculated cross section F i , numerically equal to the relative total passage area (dashed line) and the relative actual passage area F i (solid line);
на фиг. 8 - приведено отклонение δFi (в процентах) фактической проходной площади сепаратора Fi от теоретической зависимости Фi для создания равнопроцентной пропускной характеристики при Ф0=0,04;in FIG. 8 - the deviation δF i (in percent) of the actual passage area of the separator F i from the theoretical dependence of F i for creating an equal percentage throughput characteristic at Ф 0 = 0.04;
на фиг. 9 - приведены рассчитанные значения фактической относительной пропускной способности регулирующего клапана при различных относительных ходах hi, плунжера (точки) и теоретическая равнопроцентная характеристика для данного клапана Фi при Ф0=0,04 (сплошная линия);in FIG. 9 - shows the calculated values of the actual relative throughput of the control valve for various relative strokes h i , the plunger (points) and the theoretical equal percentage characteristic for this valve Ф i at Ф 0 = 0.04 (solid line);
на фиг. 10 - приведено отклонение (в процентах) рассчитанных значений относительной пропускной способности от теоретических значений зависимости Фi в пределах условного хода hi, плунжера для значения относительной пропускной способности Ф0=0,04.in FIG. 10 - shows the deviation (in percent) of the calculated values of the relative throughput from the theoretical values of the dependence Ф i within the conditional stroke h i , of the plunger for the value of the relative throughput Ф 0 = 0,04.
Регулирующий клапан (фиг. 1) с равнопроцентной пропускной характеристикой содержит корпус 1, в котором установлен регулирующий орган с возможностью осевого перемещения подвижной его части, выполненной в виде плунжера 2, вдоль продольной оси клапана. Плунжер 2 взаимодействует с неподвижной частью, выполненной в виде сепаратора 3. В сепараторе 3 вдоль продольной оси клапана выполнены радиальные круглые отверстия 4 одинакового диаметра d, образующие суммарное проходное сечение Fn, и отверстия 5 диаметром d, образующие суммарное проходное сечение F0, в количествах в соответствии с таблицей 1 (фиг. 1, 2). Перфорация отверстиями 4 сепаратора 3 выполнена неравномерно, с уменьшением плотности отверстий по мере приближения к выходному сечению сепаратора 3. На каждой образующей имеется одинаковое количество сечений, в которых по внутреннему диаметру сепаратора 3 расположены центры одинаковых круглых отверстий, как приведено в таблице 1. Кромки первых отверстий 4 на образующих совпадают с начальным сечением хода плунжера 2. Кромки отверстий 5, соответствующие относительной начальной пропускной способности клапана, расположены в том же сечении перед началом хода плунжера 2. Центры первых отверстий 4 на соседних образующих расположены на расстоянии равном сумме половины диаметра и половины расстояния между отверстиями. Количество отверстий 4 в каждом последующем сечении сепаратора расположено неравномерно по окружности сепаратора 3.The control valve (Fig. 1) with an equal percentage throughput characteristic comprises a
Используемые геометрические характеристики представлены на фиг. 3-5.The geometric characteristics used are shown in FIG. 3-5.
Рассчитанные значения относительной суммарной площади проходного сечения для количества круглых отверстий Ni и N0 (пунктирная линия) и относительной фактической площади проходного сечения (сплошная линия) в зависимости от относительного хода плунжера приведены на фиг. 7.The calculated values of the relative total passage area for the number of round holes N i and N 0 (dashed line) and the relative actual passage area (solid line) depending on the relative stroke of the plunger are shown in FIG. 7.
Отклонение (степень соответствия) δFi относительной фактической площади проходной сепаратора от теоретической зависимости в диапазоне изменения относительного хода плунжера для Ф0=0,04, показано на фиг. 8.The deviation (degree of conformity) δF i of the relative actual area of the passage separator from the theoretical dependence in the range of variation of the relative stroke of the plunger for Φ 0 = 0.04, is shown in FIG. 8.
Рассчитанные значения фактической относительной пропускной способности Фi регулирующего клапана при различных относительных ходах hi плунжера (точки) и теоретическая равнопроцентная характеристика для данного клапана Фi при Ф0=0,04 (сплошная линия), показаны на фиг. 9.The calculated values of the actual relative throughput Ф i of the control valve at various relative strokes h i of the plunger (points) and the theoretical equal percentage characteristic for this valve Ф i at Ф 0 = 0.04 (solid line) are shown in FIG. 9.
На фиг. 10 приведено отклонение рассчитанных значений относительной пропускной способности от теоретических значений зависимости Фi в пределах условного хода hi плунжера для значения относительной пропускной способности Ф0=0,04.In FIG. 10 shows the deviation of the calculated values of the relative throughput from the theoretical values of the dependence Ф i within the conditional stroke h i of the plunger for the value of the relative throughput Ф 0 = 0.04.
Регулирующий клапан работает следующим образом.The control valve operates as follows.
При перемещении плунжера 2 вдоль продольной оси клапана внутри сепаратора 3, установленного в корпусе 1, от начала радиальных круглых отверстий 4 к их концам и наоборот, происходит увеличение или уменьшение суммарной проходной площади радиальных круглых отверстий 4 и 5 в соответствии с равнопроцентной пропускной характеристикой. При перемещении плунжера 2 в прямом или обратном направлениях, отклонение рассчитанной фактической пропускной его характеристики от теоретической зависимости не превышает величину ±10%, (фиг. 10). Указанное перемещение плунжера 2 в пределах его хода hy обеспечивает регулирование клапаном расхода или перепада давления текучей среды.When moving the
Осуществление предложенного способа при разработке конструкции регулирующего органа с заданным внутренним диаметром сепаратора включает получение изменения суммарного проходного сечения, образованного круглыми, не связанными между собой отверстиями 4 и 5 одинакового диаметра в стенке сепаратора 3, при перемещении плунжера 2 вдоль его оси. Предварительно вычисляют расстояние между центрами круглых отверстий 4 на образующих по формулеImplementation of the proposed method in the development of the design of the regulatory body with a given inner diameter of the separator includes obtaining a change in the total bore, formed by round,
hs=S+d.h s = S + d.
При этом центры отверстий 4 на образующих, кромки которых совпадают с началом условного хода плунжера 2, размещают между отверстиями 4 на соседних образующих, кромки последних отверстий 4 которых совпадают с концом условного хода плунжера 2. Затем вычисляют максимальное целое количество круглых отверстий n, соответствующее количеству расчетных сечений 2⋅n, одинаковое для каждой образующей, на основании задаваемых диаметра d и минимальной толщины перемычки S (фиг. 1, 6)The centers of the
Затем определяют максимальное количество образующих, соответствующее целому количеству центров отверстий 4 в любом сечении сепаратора 3Then determine the maximum number of generators corresponding to the integer number of centers of the
и вычисляют целое количество отверстий 4, размещаемое в сечениях по образующим сепаратора 3, по формулеand calculate the integer number of
затем вычисляют значения FΣ, FQ, Fn, N0, принимая заданным в соответствии с рекомендациями (Черноштан В.И., Благов Э.Е. Рациональное профилирования клеточных регулирующих клапанов с равнопроцентной пропускной характеристикой) Ф0=0,01-0,04, и вычисляют изменение суммарного проходного сечения сепаратора FΣ из решения системы уравнений:then calculate the values of F Σ , F Q , F n , N 0 , taking the specified in accordance with the recommendations (Chernoshtan V.I., Blagov E.E. Rational profiling of cellular control valves with an equal percentage throughput characteristic) Ф 0 = 0.01- 0.04, and calculate the change in the total flow area of the separator F Σ from the solution of the system of equations:
FΣ=Fn+F0 F Σ = F n + F 0
F0=N0⋅FF 0 = N 0 ⋅ F
Далее оценивают отклонение фактической суммарной проходной площади сепаратора от теоретической зависимости для создания равнопроцентной пропускной характеристики (оценку соответствия изменения суммарного проходного сечения от теоретической зависимости в пределах условного хода плунжера) по формуле:Then, the deviation of the actual total passage area of the separator from the theoretical dependence is estimated to create an equal percentage throughput characteristic (assessment of the correspondence of the change in the total passage section from the theoretical dependence within the conditional stroke of the plunger) by the formula:
В качестве примера конкретного воплощения предлагаемого варианта конструкции регулирующего органа взят регулирующий клапан Ду 300. Вариант изготовления неподвижной части регулирующего органа, состоящего из одинаковых отверстий диаметром, представлен на фиг. 1, 2.As an example of a specific embodiment of the proposed embodiment of the design of the regulatory body, the control valve DN 300 is taken. An embodiment of the manufacture of the fixed part of the regulatory body, consisting of the same diameter holes, is shown in FIG. 12.
Количество одинаковых круглых отверстий приведены в таблице 1 в пределах условного хода при заданных значениях:The number of identical round holes is shown in table 1 within the nominal stroke for given values:
d=0,008 м,d = 0.008 m
S - не менее 0,0045 м,S - not less than 0.0045 m,
hy=0,077 м,h y = 0,077 m
hs=0,012545 м,h s = 0.012545 m,
Y - не менее 0,022 м,Y - not less than 0.022 m,
D=0,1951 мD = 0.1951 m
δF - не более 10%δF - no more than 10%
Отклонение δFi рассчитанных относительных значений фактической суммарной площади проходного сечения сепаратора 3 от теоретической зависимости в пределах условного хода плунжера 2 в зависимости от относительного хода hi для создания равнопроцентной пропускной характеристики при Ф0=0,04 приведено на фиг. 8.The deviation δF i of the calculated relative values of the actual total passage area of the
Значения относительной пропускной способности регулирующего клапана Фi для Ф0=0,04 при различных ходах плунжера (точки) полученные на основании численного решения уравнений гидродинамики и рассчитанных в этом случае максимального Kvy и минимального значений Kv0 пропускной способности и теоретическая (сплошная линия, Фi=ƒ(/hi)), для данного клапана приведены на фиг. 9The values of the relative capacity of the control valve Ф i for Ф 0 = 0.04 for different plunger strokes (points) obtained on the basis of a numerical solution of the hydrodynamic equations and calculated in this case the maximum K vy and the minimum values K v0 of the throughput and theoretical (solid line, Φ i = ƒ (/ h i )), for a given valve are shown in FIG. 9
Значение величины Ф0 было принято равным максимальному значению в соответствии с (Моквелд. «Клапаны защиты от гидроудара (перепускные демпфирующие клапаны)». Каталог, стр. 1-4), а именно Ф0=0,04.The value of Ф 0 was taken equal to the maximum value in accordance with (Mokveld. "Shock protection valves (bypass damping valves). Catalog, p. 1-4), namely Ф 0 = 0.04.
Приведенные на фиг. 10 значения отклонений относительной пропускной способности в зависимости от относительного хода плунжера hi при Ф0=0,04 вычислены по формуле:Referring to FIG. 10 the deviations of the relative throughput depending on the relative stroke of the plunger h i when Ф 0 = 0.04 are calculated by the formula:
Как видно из графика приведенные значения погрешности не превышают допустимые их значения для равнопроцентной характеристики в соответствии с (Моквелд. «Клапаны защиты от гидроудара (перепускные демпфирующие клапаны)». Каталог, стр. 1-4), а именно:As can be seen from the graph, the given error values do not exceed their permissible values for an equal percentage characteristic in accordance with (Mokveld. “Shock protection valves (bypass damping valves).” Catalog, p. 1-4), namely:
Так в начале характеристики, согласно (Черноштан В.И., Благов Э.Е. Рациональное профилирования клеточных регулирующих клапанов с равнопроцентной пропускной характеристикой), допускается максимальная погрешность равная ±28,6%, а в конце характеристики ±15%, при этом фактическая погрешность не превышает ±9%.So, at the beginning of the characteristic, according to (Chernoshtan V.I., Blagov E.E. Rational profiling of cellular control valves with an equal percentage throughput characteristic), a maximum error of ± 28.6% is allowed, and at the end of the characteristic ± 15%, while the actual the error does not exceed ± 9%.
Таким образом, использование предлагаемого технического решения позволяет создать регулирующий клапан, перфорация сепаратора которого осуществляется только одинаковыми, размещенными на образующих внутреннего диаметра круглыми отверстиями, обеспечивающего максимальное (не более 10%) отклонение фактической равнопроцентной пропускной характеристики от теоретической и упростить технологию его изготовления.Thus, the use of the proposed technical solution allows you to create a control valve, the perforator of which is carried out only by the same round holes that form the inner diameter forming the maximum (no more than 10%) deviation of the actual equal percentage throughput characteristic from the theoretical one and simplify its manufacturing technology.
Claims (39)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018102197A RU2681059C1 (en) | 2018-01-19 | 2018-01-19 | Method of profiling the equal-performance clearance characteristics of the regulatory valve and the device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018102197A RU2681059C1 (en) | 2018-01-19 | 2018-01-19 | Method of profiling the equal-performance clearance characteristics of the regulatory valve and the device for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2681059C1 true RU2681059C1 (en) | 2019-03-01 |
Family
ID=65632591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018102197A RU2681059C1 (en) | 2018-01-19 | 2018-01-19 | Method of profiling the equal-performance clearance characteristics of the regulatory valve and the device for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2681059C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU226607U1 (en) * | 2024-04-24 | 2024-06-11 | Общество с ограниченной ответственностью "СИБЭКС" | Control Valve Separator |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4384592A (en) * | 1980-11-28 | 1983-05-24 | International Telephone And Telegraph Corporation | Low-noise valve trim |
| CA2927179A1 (en) * | 2013-10-22 | 2015-04-30 | Fisher Controls International Llc | Control valve trim assembly having a cage with diamond-shaped openings |
| RU2597798C1 (en) * | 2015-09-18 | 2016-09-20 | Акционерное общество "Инжиниринговая компания "АЭМ-технологии" (АО "АЭМ-технологии") | Control valve with equal percentage flow characteristic |
| RU165850U1 (en) * | 2015-09-16 | 2016-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Томск" (ООО "Газпром трансгаз Томск") | AXIAL ANTI-SURGE CONTROL VALVE |
| CA3017955A1 (en) * | 2016-03-21 | 2017-09-28 | Fisher Controls International Llc | Cage apparatus having fluid passageways to affect flow characteristics of valves |
-
2018
- 2018-01-19 RU RU2018102197A patent/RU2681059C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4384592A (en) * | 1980-11-28 | 1983-05-24 | International Telephone And Telegraph Corporation | Low-noise valve trim |
| CA2927179A1 (en) * | 2013-10-22 | 2015-04-30 | Fisher Controls International Llc | Control valve trim assembly having a cage with diamond-shaped openings |
| RU165850U1 (en) * | 2015-09-16 | 2016-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Томск" (ООО "Газпром трансгаз Томск") | AXIAL ANTI-SURGE CONTROL VALVE |
| RU2597798C1 (en) * | 2015-09-18 | 2016-09-20 | Акционерное общество "Инжиниринговая компания "АЭМ-технологии" (АО "АЭМ-технологии") | Control valve with equal percentage flow characteristic |
| CA3017955A1 (en) * | 2016-03-21 | 2017-09-28 | Fisher Controls International Llc | Cage apparatus having fluid passageways to affect flow characteristics of valves |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU226607U1 (en) * | 2024-04-24 | 2024-06-11 | Общество с ограниченной ответственностью "СИБЭКС" | Control Valve Separator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1047829C (en) | Excess flow valve | |
| CN209575777U (en) | Throttle body | |
| Campisano et al. | Calibration of proportional controllers for the RTC of pressures to reduce leakage in water distribution networks | |
| CN104455471A (en) | Valve with cage | |
| KR102376662B1 (en) | Fluid flow control devices and systems, and methods of flowing fluids therethrough | |
| Grace et al. | Experimental parametric equation for the prediction of valve coefficient (Cv) for choke valve trims | |
| Vilaça et al. | Minor losses in start connectors of microirrigation laterals | |
| EP3699700A1 (en) | Pressure control in a power network | |
| Grannis et al. | Numerical simulation of fluid flow through an array of diamond-shaped pin fins | |
| RU2597798C1 (en) | Control valve with equal percentage flow characteristic | |
| DE102012201129A1 (en) | Device for separating a fluid mass flow | |
| RU2681059C1 (en) | Method of profiling the equal-performance clearance characteristics of the regulatory valve and the device for its implementation | |
| RU2018122438A (en) | DEVICE FOR REGULATING THE PUMPING PRESSURE FOR FORCED OIL REMOVAL | |
| Yuce et al. | Hydraulic transients in pipelines due to various valve closure schemes | |
| EP2690518A2 (en) | Variable resistance differential pressure regulator | |
| Naik et al. | Water surface profile computation for compound channels with narrow flood plains | |
| Yıldırım | Computer-based analysis of hydraulic design variables for uniformly sloping microirrigation system laterals | |
| Ball et al. | Cavitation in butterfly valves | |
| US3223113A (en) | Valve and control member therefor | |
| Alawee et al. | Variation of flow along a multiple outlets pipe with various spacing and inflow water head based on physical model | |
| Melnikova et al. | Quasi-static CFD research of the spool flow valve parameters | |
| CN110781631A (en) | V-shaped ball valve core optimization design method capable of achieving equal percentage characteristics | |
| RU166947U1 (en) | CHECK VALVE | |
| Sowiński et al. | Analysis of the impact of pump system control on pressure gradients during emergency leaks in pipelines | |
| Khalighi et al. | Water hammer simulation by explicit central finite difference methods in staggered grids |