RU153998U1

RU153998U1 - SWIVEL SHUTTER

Info

Publication number: RU153998U1
Application number: RU2014140568/06U
Authority: RU
Inventors: Юрий Константинович Кузьмин; Андрей Иванович Мурашев
Priority date: 2014-10-07
Filing date: 2014-10-07
Publication date: 2015-08-10

Abstract

1. Поворотный затвор, включающий корпус с проточной частью и седлом для поворотного запорного элемента, связанного с поворотным валом и торсионом, отличающийся тем, что поворотный вал выполнен полым, торсион установлен внутри полого поворотного вала соосно с ним, связан с поворотным валом одним концом, в то время как противоположный конец торсиона установлен внутри поворотного вала свободно и снабжен радиальными элементами для управляемой фиксации их в корпусе.2. Затвор по п. 1, отличающийся тем, что радиальные элементы фиксации выполнены в виде торцевых кулачков нажимной полумуфты сцепной кулачковой муфты, которая установлена на концевой цапфе торсиона и связана с ней шлицевым соединением, при этом вторая полумуфта сцепной кулачковой муфты свободно надета на поворотный вал и жестко закреплена в корпусе.3. Затвор по п. 2, отличающийся тем, что нажимная полумуфта снабжена рукояткой сцепления, закрепленной в корпусной детали на оси, перпендикулярной осям поворотного вала и торсиона.4. Затвор по п. 2, отличающийся тем, что вторая полумуфта сцепной кулачковой муфты установлена в корпусе с возможностью углового регулирования ее положения.5. Затвор по п. 2, отличающийся тем, что торцевые кулачки сцепной кулачковой муфты выполнены прямоугольными и между соседними кулачками сцепленных полумуфт предусмотрен регулируемый угловой зазор.1. Butterfly valve, comprising a housing with a flowing part and a saddle for a butterfly valve associated with a rotary shaft and a torsion bar, characterized in that the rotary shaft is hollow, the torsion bar is installed coaxially with it, connected to the rotary shaft at one end, while the opposite end of the torsion bar is installed inside the rotary shaft freely and is equipped with radial elements for controlled fixation in the housing. 2. The shutter according to claim 1, characterized in that the radial locking elements are made in the form of end cams of the pressure coupling half of the coupling cam coupling, which is mounted on the end axle of the torsion bar and connected with it by a spline connection, while the second coupling coupling coupling is freely mounted on the rotary shaft and rigidly fixed in the casing. 3. The shutter according to claim 2, characterized in that the pressure coupling is provided with a clutch handle fixed in the body part on an axis perpendicular to the axes of the rotary shaft and the torsion. 4. The shutter according to claim 2, characterized in that the second coupling half of the cam clutch is installed in the housing with the possibility of angular adjustment of its position. The shutter according to claim 2, characterized in that the end cams of the cam clutch are rectangular and an adjustable angular clearance is provided between adjacent cams of the coupled coupling halves.

Description

Поворотный затвор относится к трубопроводной арматуре, предназначенной для перекрытия трубопровода от потока транспортируемой среды.Butterfly valve refers to pipe fittings designed to shut off the pipeline from the flow of the transported medium.

Известен поворотный затвор, защищенный патентом RU130027 на группу полезных моделей (варианты), МПК F16K 15/03, дата публикации - 10.07.2013. Аналог включает корпус с проточной частью и седлом для запорного элемента, поворотный вал и устройство регулирования скорости закрытия затвора при возникновении обратного потока в трубопроводе. Цилиндрический корпус устройства регулирования скорости включает рабочий элемент поршневого типа, соединенный с валом затвора передачей «винт-гайка». Варианты исполнения затворов связаны единым замыслом и предназначены, соответственно, для наземного и подземного использования. Первый вариант аналога имеет гидравлическое устройство регулирования скорости закрытия затвора, второй вариант - механическое. В первом варианте исполнения цилиндрический корпус выполнен в виде гидравлического цилиндра, включающего ряд взаимосвязанных рабочих полостей переменного и постоянного объема. При повороте вала затвора и поступательном перемещении поршня происходит его торможение за счет перетекания вязкой гидравлической среды по калиброванным каналам, соединяющим полости гидравлического цилиндра. Во втором варианте исполнения торможение поршня происходит за счет его взаимодействия с размещенными в цилиндрическом корпусе механическими упругим и гасящим узлами. Настройка устройств осуществляется за счет вращения регулировочных валиков.Known butterfly valve, protected by patent RU130027 for a group of utility models (options), IPC F16K 15/03, publication date - 07/10/2013. The analogue includes a housing with a flowing part and a saddle for a locking element, a rotary shaft and a device for controlling the shutter closing speed when a backflow occurs in the pipeline. The cylindrical housing of the speed control device includes a piston type working element connected to the shutter shaft by a screw-nut transmission. The gate versions are connected by a single concept and are intended, respectively, for ground and underground use. The first version of the analogue has a hydraulic shutter closing speed control device, the second option is mechanical. In the first embodiment, the cylindrical body is made in the form of a hydraulic cylinder, including a number of interconnected working cavities of variable and constant volume. When the shutter shaft rotates and the piston translates, it decelerates due to the flow of a viscous hydraulic medium through calibrated channels connecting the cavities of the hydraulic cylinder. In the second embodiment, the piston is braked due to its interaction with mechanical elastic and quenching nodes located in the cylindrical body. The device is set up by rotating the adjusting rollers.

Недостатком аналога является низкая удельная энергия торможения поворотного элемента (в расчете на 1° углового пути торможения), в связи с чем для осуществления эффективного торможения требуется значительный угловой тормозной путь. При отдельных режимах эксплуатации затвора низкая эффективность торможения запорного элемента может приводить к сильным ударам запорного элемента о седло и даже к разрушениям затвора. Недостатком аналога являются также дополнительные расходы на обслуживание устройства, связанные, в частности, с использованием расходных материалов - гидрожидкостей либо смазок.The disadvantage of the analogue is the low specific braking energy of the rotary element (calculated per 1 ° of the angular braking path), and therefore, to achieve effective braking, a significant angular braking distance is required. Under certain modes of operation of the shutter, the low braking performance of the locking element can lead to strong impacts of the locking element on the seat and even damage to the valve. A disadvantage of the analogue is also the additional costs of servicing the device, associated, in particular, with the use of consumables - hydraulic fluids or greases.

Прототипом заявляемого поворотного затвора является поворотный затвор в составе двухканального перекрывного устройства, защищенного авторским свидетельством СССР № 533060, МПК F16K 11/00, дата публикации - 10.05.2006. Двухканальное перекрывное устройство содержит корпус с проточной частью из двух каналов, в каждом из которых установлено по поворотному затвору, включающему седло и поворотную заслонку. Поворотные заслонки (запорные элементы) кинематически связаны с общим приводным валом с помощью торсионов.The prototype of the inventive rotary shutter is a rotary shutter as part of a two-channel shut-off device protected by the USSR copyright certificate No. 533060, IPC F16K 11/00, publication date - 05/10/2006. The two-channel shutoff device comprises a housing with a flow part of two channels, in each of which is installed on a rotary shutter, including a seat and a rotary shutter. Butterfly valves (locking elements) are kinematically connected to a common drive shaft using torsion bars.

Недостатком прототипа является то, что он не может быть использования в качестве обратного затвора на обратном потоке, когда упругие свойства торсиона могли бы эффективно использоваться для торможения запорного элемента при посадке его на седло.The disadvantage of the prototype is that it cannot be used as a backflow lock when the elastic properties of the torsion bar could be effectively used to brake the locking element when it is planted on the saddle.

Заявляемая полезная модель решает техническую задачу создания поворотного затвора для перекрытия обратного потока с торсионным устройством торможения запорного элемента при посадке его на седло.The inventive utility model solves the technical problem of creating a butterfly valve to block the return flow with a torsion device for braking the locking element when it is planted on the saddle.

Поставленная техническая задача решена в поворотном затворе, включающем корпус с проточной частью и седлом для поворотного запорного элемента, который связан с поворотным валом и торсионом. Поворотный вал выполнен полым. Торсион установлен внутри полого поворотного вала соосно с ним, один конец торсиона связан с поворотным валом, противоположный конец торсиона установлен внутри поворотного вала свободно и снабжен радиальными элементами для управляемой фиксации их в корпусе. Радиальные элементы фиксации выполнены в виде торцевых кулачков нажимной полумуфты сцепной кулачковой муфты, которая установлена на концевой цапфе торсиона и связана с ней шлицевым соединением. Нажимная полумуфта снабжена рукояткой сцепления, закрепленной в корпусной детали на оси, перпендикулярной осям поворотного вала и торсиона. Вторая полумуфта сцепной кулачковой муфты свободно надета на поворотный вал и жестко закреплена в корпусе с возможностью углового регулирования ее положения. Торцевые кулачки сцепной кулачковой муфты выполнены прямоугольными и между соседними кулачками сцепленных полумуфт предусмотрен регулируемый угловой зазор.The stated technical problem is solved in a rotary shutter, comprising a housing with a flowing part and a saddle for a rotary locking element, which is connected with a rotary shaft and a torsion bar. The rotary shaft is hollow. The torsion bar is mounted coaxially with the inside of the rotary shaft, one end of the torsion bar is connected to the rotary shaft, the opposite end of the torsion bar is freely installed inside the rotary shaft and provided with radial elements for controlled fixation in the housing. Radial locking elements are made in the form of end cams of a pressure coupling half of a coupling cam coupling, which is mounted on the end axle of the torsion bar and connected with it by a spline connection. The pressure coupling half is equipped with a clutch handle fixed in the housing part on an axis perpendicular to the axes of the rotary shaft and the torsion bar. The second coupling coupling of the cam coupling is freely mounted on the rotary shaft and is rigidly fixed in the housing with the possibility of angular adjustment of its position. The end cams of the cam clutch are rectangular and an adjustable angular clearance is provided between adjacent cams of the coupled coupling halves.

Существо полезной модели поясняется чертежом, на фиг. 1 которого изображен заявляемый поворотный затвор, продольный разрез; фиг. 2 - поворотный затвор, разрез по А-А фиг. 1; фиг. 3 - вид Б на фиг. 2; фиг. 4 - вид В на фиг. 2; фиг. 5 - разрез по Г-Г фиг. 2; фиг. 6 - разрез по Д-Д фиг. 4, положение затвора «открыто».The essence of the utility model is illustrated by the drawing, in FIG. 1 which shows the inventive butterfly valve, a longitudinal section; FIG. 2 - rotary shutter, a section along AA of FIG. one; FIG. 3 is a view B in FIG. 2; FIG. 4 is a view B in FIG. 2; FIG. 5 is a section along G-D of FIG. 2; FIG. 6 is a section along DD of FIG. 4, the shutter position is “open”.

Поворотный затвор включает корпус 1 с входным патрубком 2, выходным патрубком 3 и седлом 4 для поворотного запорного элемента 5, связанного поворотным рычагом 6 через шпонку 7 с полым поворотным валом 8. Внутри полого поворотного вала 8 установлен торсион 9, одна концевая шлицевая цапфа которого связана с поворотным валом 8 через шлицевую втулку 10 и фиксирующие штифты 11. На противоположном конце торсиона 9 также выполнена шлицевая цапфа, на которой установлена шлицевая нажимная кулачковая полумуфта 12 сцепной управляемой муфты с торцевыми кулачками 13 прямоугольного профиля. В корпусе 1 с помощью резьбового крепежа 14 и штифтов 15 неподвижно зафиксирована свободно надетая на поворотный вал 8 вторая кулачковая полумуфта 16 сцепной управляемой муфты с торцевыми кулачками 17 прямоугольного профиля. Между соседними кулачками 13 и 17 сцепленных полумуфт 12 и 16 предусмотрен угловой зазор «α», величина которого равна разности между углом полного открытия затвора (углом поворота запорного элемента 5) «β» и заданным углом торможения запорного элемента 5 «γ». Угол полного открытия затвора «β» ограничен упором 18 на корпусе 1 для запорного элемента 5. На нажимной кулачковой полумуфте 12 жестко закреплена ступица 19 с поперечными пальцами 20 для соединения через проушины в вилке 21 с рукояткой сцепления 22. Рукоятка сцепления 22 через вилку 21 и поворотную ось 23, перпендикулярную осям поворотного вала 8 и торсиона 9, закреплена на неподвижной цилиндрической стойке 24, соединенной с корпусом 1. Цилиндрическая стойка 24 снабжена поперечным фланцем 25. Нажимная кулачковая полумуфта 12 поджата к неподвижной кулачковой полумуфте 16 пружиной сжатия 26, установленной с опорой на фланец 25. В цилиндрической стойке 24 выполнено окно для съемного удлинителя 27 рукоятки сцепления 22, который в демонтированном состоянии закреплен на фланце 25. Все детали сцепной муфты закрыты кожухом 28, приворачиваемым к корпусу 1 резьбовым крепежом.The butterfly valve includes a housing 1 with an inlet pipe 2, an outlet pipe 3 and a seat 4 for a rotary locking element 5 connected by a rotary lever 6 through a key 7 with a hollow rotary shaft 8. Inside the hollow rotary shaft 8, a torsion bar 9 is installed, one end spline of which is connected with a rotary shaft 8 through the splined sleeve 10 and the fixing pins 11. At the opposite end of the torsion 9, a spline pin is also made, on which a splined push cam half coupling 12 of a controllable controlled coupling with end cams is mounted Kami 13 rectangular profile. In the housing 1, with the help of a threaded fastener 14 and pins 15, a second cam half coupling 16 of a coupled controlled coupling with end cams 17 of a rectangular profile is freely fixed on the rotary shaft 8. An angular clearance "α" is provided between adjacent cams 13 and 17 of the coupled coupling halves 12 and 16, the value of which is equal to the difference between the angle of the complete opening of the shutter (angle of rotation of the locking element 5) "β" and the specified braking angle of the locking element 5 "γ". The angle of the complete opening of the shutter "β" is limited by a stop 18 on the housing 1 for the locking element 5. On the push cam half coupling 12, a hub 19 with transverse pins 20 is fixed for connection through the eyes in the yoke 21 with the clutch handle 22. The clutch handle 22 through the yoke 21 and the rotary axis 23, perpendicular to the axes of the rotary shaft 8 and the torsion 9, is mounted on a fixed cylindrical column 24 connected to the housing 1. The cylindrical column 24 is provided with a transverse flange 25. The pressure cam coupling 12 is pressed against the stationary cam a new coupling half 16 with a compression spring 26 mounted on a flange 25. In a cylindrical column 24 there is a window for a removable extension 27 of the clutch handle 22, which is mounted in a dismounted state on the flange 25. All parts of the coupling are covered by a casing 28, screwed to the housing 1 by a threaded fasteners.

Поворотный затвор работает следующим образом.The butterfly valve operates as follows.

В рабочем состоянии поворотного затвора сцепная управляемая муфта включена (сцепление включено), то есть полумуфты 12 и 16 при помощи рукоятки сцепления 22 сведены вместе. Сведение полумуфт 12 и 16 осуществляют поворотом рукоятки сцепления 22 на поворотной оси 23. Соединенная с рукояткой 22 вилка 21 воздействует на установленные в ее проушинах пальцы 20 ступицы 19, перемещая ступицу 19 совместно с нажимной полумуфтой 12 вдоль шлицевой цапфы торсиона 9 до прижатия к неподвижной кулачковой полумуфте 16.In the operating state of the butterfly valve, the controlled coupler is engaged (the clutch is engaged), that is, the coupling halves 12 and 16 are brought together using the clutch handle 22. The coupling halves 12 and 16 are brought together by turning the clutch handle 22 on the rotary axis 23. The yoke 21 connected to the handle 22 acts on the fingers 20 of the hub 19, moving the hub 19 together with the pressure coupling 12 along the spline pin of the torsion bar 9 until it is pressed against the fixed cam coupling half 16.

При наличии в рабочем трубопроводе прямого потока рабочей среды поворотный затвор открыт, при этом запорный элемент 5 поднят потоком рабочей среды до прижатия к упору 18 на угол полного открытия затвора β. Вместе с запорным элементом 5 повернуты на угол β рычаг 6 и шпонка 7 на валу 8, сам вал 8 со шлицевой втулкой 10, торсионный вал 9 и связанная с ним шлицевым соединением кулачковая полумуфта 12 с кулачками 13. Угловой зазор α между торцевыми кулачками 13 и 17 выбран.If there is a direct flow of the working medium in the working pipeline, the rotary shutter is open, while the locking element 5 is raised by the working medium flow until it is pressed against the stop 18 by the angle of the complete shutter opening β. Together with the locking element 5, the lever 6 and the key 7 on the shaft 8 are turned through an angle β, the shaft 8 itself with a splined sleeve 10, the torsion shaft 9 and the cam coupling 12 with cams 13 connected with it with a spline connection. The angular clearance α between the end cams 13 and 17 selected.

С прекращением прямого потока рабочей среды поворотный запорный элемент 5 начинает под действием собственного веса движение на закрытие затвора, чтобы перекрыть путь обратному потоку рабочей среды из патрубка 3 в патрубок 2. Возникающий на запорном элементе 5 крутящий момент М_кр, передается валом 8 через шлицевое соединение на втулку 10, торсион 9 и полумуфту 12. При повороте запорного элемента 5 в пределах угла α (α<β) крутящий момент М_кр с подвижной полумуфты 12 на неподвижную полумуфту 16 не передается из-за отсутствия контакта между рабочими профилями кулачков 13 и 17. При повороте запорного элемента 5 на угол α угловой зазор между рабочими профилями кулачков 13 и 17 выбран и кулачки входят в контакт своими боковыми поверхностями. При дальнейшем повороте запорного элемента 5 на закрытие затвора в пределах угла β>α происходит передача крутящего момента М_кр от кулачковой полумуфты 12 через кулачковую передачу 13-17 на кулачковую полумуфту 16, жестко закрепленную в корпусе 1. В это же время концевая цапфа торсиона 9, соединенная с валом 8 шлицевой втулкой 10 и фиксирующими штифтами 11, продолжает поворот вокруг своей оси, в результате чего тело торсиона 9 подвергается скручиванию. Противодействие движению запорного элемента 5 на закрытие затвора, создаваемое неподвижной полумуфтой 16 в сборе с корпусом 1 за счет скручивания торсиона 9 приводит к затормаживанию запорного элемента 5 на его конечном пути к седлу 4 (в пределах угла торможения γ=β-α) и к его мягкой посадке на седло 4. Угол торможения γ при этом не превышает 5°±7°. Регулирование соотношения величин углов α и γ в пределах угла β осуществляют регулированием взаимного углового положения полумуфт 12 и 16 с их кулачками 13 и 17, для чего в корпусе 1 предусмотрена возможность углового смещения и фиксации в новом положении полумуфты 16 с помощью штифтов 15.With the cessation of the direct flow of the working medium, the rotary locking element 5 starts a movement to close the shutter under its own weight in order to block the return flow of the working medium from the pipe 3 to the pipe 2. The torque M _cr arising on the locking element 5 is transmitted by the shaft 8 through a splined connection to the sleeve 10, torsion 9 and the coupling half 12. When the locking element 5 is rotated within the angle α (α <β), the torque M _cr from the movable coupling half 12 is not transmitted to the fixed coupling half 16 due to the lack of contact between the workers profiles of the cams 13 and 17. When the locking element 5 is rotated through an angle α, the angular gap between the working profiles of the cams 13 and 17 is selected and the cams come into contact with their side surfaces. With a further rotation of the locking element 5 to close the shutter within the angle β> α, the torque M _kr is transmitted from the cam coupling 12 through the cam gear 13-17 to the cam coupling 16 rigidly fixed in the housing 1. At the same time, the end axle of the torsion bar 9 connected to the shaft 8 with a spline sleeve 10 and the fixing pins 11, continues to rotate around its axis, as a result of which the body of the torsion 9 is subjected to twisting. The counteraction to the movement of the locking element 5 to close the shutter, created by the fixed coupling half 16 assembled with the housing 1 by twisting the torsion bar 9, inhibits the locking element 5 on its final path to the seat 4 (within the braking angle γ = β-α) and its soft landing on the saddle 4. The braking angle γ does not exceed 5 ° ± 7 °. The ratio of the angles α and γ within the angle β is controlled by adjusting the mutual angular position of the coupling halves 12 and 16 with their cams 13 and 17, for which the housing 1 provides for the possibility of angular displacement and fixing in the new position of the coupling half using pins 15.

В заявляемом поворотном затворе за счет снижения потерь на трение подвижных элементов при открытии затвора обеспечивается повышение его чувствительности, срабатывание затвора происходит при минимальном перепаде давления среды. Торможение запорного элемента на углах 5°-7° в конце закрытия затвора позволяет обеспечить его безударную посадку на седло и снижает вероятность разрушения трубопровода. Заявляемый поворотный затвор не требует обслуживания и обладает высокой надежностью.In the inventive rotary shutter due to the reduction of friction losses of the movable elements when the shutter is opened, its sensitivity is increased, the shutter is triggered with a minimum differential pressure of the medium. Braking the locking element at angles of 5 ° -7 ° at the end of the shutter closure allows it to be shock-free landing on the saddle and reduces the likelihood of pipeline failure. The inventive butterfly valve is maintenance-free and highly reliable.

Claims

1. Butterfly valve, comprising a housing with a flowing part and a saddle for a butterfly valve associated with a rotary shaft and a torsion bar, characterized in that the rotary shaft is hollow, the torsion bar is installed coaxially with it, connected to the rotary shaft at one end, while the opposite end of the torsion bar is installed inside the rotary shaft freely and is equipped with radial elements for controlled fixation of them in the housing.

2. The shutter according to claim 1, characterized in that the radial locking elements are made in the form of end cams of a pressure coupling half of a coupling cam coupling, which is mounted on the end axle of the torsion bar and connected with it by a spline connection, while the second coupling coupling coupling is freely mounted on the rotary the shaft and is rigidly fixed in the housing.

3. The shutter according to claim 2, characterized in that the pressure coupling half is provided with a clutch handle fixed in the housing part on an axis perpendicular to the axes of the rotary shaft and the torsion bar.

4. The shutter according to claim 2, characterized in that the second coupling half of the cam clutch is installed in the housing with the possibility of angular adjustment of its position.

5. The shutter according to claim 2, characterized in that the end cams of the cam clutch are rectangular and an adjustable angular clearance is provided between adjacent cams of the coupled coupling halves.