RU2047800C1

RU2047800C1 - Hydraulic valve

Info

Publication number: RU2047800C1
Application number: RU92014090A
Authority: RU
Inventors: А.С. Шувалов; О.К. Курбатов; А.П. Шмаков; А.Ф. Леонтьев
Original assignee: Научно-исследовательский институт вакуумной техники им.С.А.Векшинского
Priority date: 1992-12-24
Filing date: 1992-12-24
Publication date: 1995-11-10

Abstract

FIELD: interruption and distribution of flow of liquid in hydraulic lines. SUBSTANCE: rod is connected with shut-off member in form of plate. Ratio of plate height to its diameter is less than one. Lateral and upper parts of plate are made in form of body of revolution whose thickness reduces to periphery and curvilinear generatrix. Sealing surface of seat is located below hole of inlet branch pipe by amount lesser than half the plate height. Cover has concave inner surface whose bottom is located above edge of hole of inlet branch pipe by amount lesser than half the plate height. In extreme upper position plate is located in spaced relation to inner surface of cover. Shape of inner surface of cover is identical to that of upper surface of plate. EFFECT: enhanced reliability. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к коммутационной и запорной аппаратуре гидросистем и предназначено для прерывания и распределения потока жидкости гидравлических коммуникаций. Изобретение, преимущественно, может быть использовано в пищевой промышленности, в частности в составе электропастеризатора молока, сепараторов мясных бульонов и в других устройствах. The invention relates to switching and locking equipment of hydraulic systems and is intended to interrupt and distribute the fluid flow of hydraulic communications. The invention, mainly, can be used in the food industry, in particular as part of the electric pasteurizer of milk, meat broth separators and other devices.

К основным требованиям, предъявляемым в настоящее время к гидроклапанам, используемым в пищевой промышленности, относятся малые гидропотери проточной части клапанов с отсутствием застойных зон, а также возможность безразборной промывки внутренней полости клапана. The main requirements currently set for the hydraulic valves used in the food industry include small water losses of the flow part of the valves with no stagnant zones, as well as the possibility of CIP flushing the internal cavity of the valve.

Известен клапан с уменьшенным гидросопротивлением проточной части [1] содержащий корпус с выполненным в нем седлом, запорный орган с приводом и штоком. Существенным недостатком данного устройства является сложность его применения в системе, где требуется изменение направления потока рабочей жидкости. В этом случае при подаче жидкости сбоку резко возрастает сопротивление потоку жидкости, поскольку уменьшается пропускная способность устройства. Это ухудшает его эксплуатационные качества. Known valve with reduced hydraulic resistance of the flow part [1] comprising a housing with a seat made in it, a locking member with an actuator and a rod. A significant disadvantage of this device is the complexity of its application in a system where a change in the direction of flow of the working fluid is required. In this case, when the fluid is supplied from the side, the resistance to the fluid flow sharply increases, since the throughput of the device decreases. This degrades its performance.

Наиболее близким к заявляемому клапану является гидроклапан [2] содержащий корпус с патрубками, размещенными один относительно другого под углом 90^о, тарель с уплотнителем и штоком, привод, причем отношение высоты тарели к ее диаметру меньше единицы. К недостаткам данной конструкции относится то, что конструкция тарели не обеспечивает надлежащей обтекаемости, тем самым увеличивая ее гидросопротивление. Кроме того размещение тарели в проточной части клапана в крайних положениях не обеспечивает возможность безразборной промывки внутренней полости клапана. В проточной части наблюдается наличие застойных зон, в которых за время работы клапана скапливаются частицы продукта, транспортируемого по гидросистеме.Closest to the claimed valve is a hydraulic valve [2] containing a housing with nozzles placed one relative to the other at an angle of 90 ^about , a plate with a sealant and a rod, a drive, and the ratio of the height of the plate to its diameter is less than one. The disadvantages of this design include the fact that the design of the plate does not provide proper streamlining, thereby increasing its hydraulic resistance. In addition, the placement of the plates in the flow part of the valve in the extreme positions does not provide the possibility of CIP washing the internal cavity of the valve. In the flow part, there are stagnant zones in which particles of the product transported through the hydraulic system accumulate during the valve operation.

Технической задачей заявляемого изобретения является снижение гидропотерь проточной части, исключение застойных зон во внутренней полости клапана и обеспечение возможности ее безразборной промывки. The technical task of the invention is to reduce water losses of the flow part, the exclusion of stagnant zones in the inner cavity of the valve and the possibility of its CIP washing.

Технический результат достигается тем, что в гидроклапане, содержащем корпус с седлом, входным и выходным патрубками, крышку с сальниковым узлом, шток, соединенный с запорным органом в виде тарели, привод, причем отношение высоты тарели к ее диаметру меньше единицы, согласно изобретению боковая и верхняя части тарели выполнены в виде тела вращения с толщиной, уменьшающейся к периферии и криволинейной образующей, уплотнительная поверхность седла расположена ниже отверстия входного патрубка на величину, меньшую половины высоты тарели, крышка выполнена с вогнутой внутренней поверхностью, дно которой размещено выше отверстия входного патрубка на величину, меньшую половины высоты тарели, причем тарель, находящаяся в крайнем верхнем положении, размещена с зазором относительно внутренней поверхности крышки. Кроме того форма внутренней поверхности крышки одинакова с формой верхней поверхности тарели. The technical result is achieved by the fact that in a hydraulic valve comprising a housing with a saddle, inlet and outlet nozzles, a cover with an stuffing box, a rod connected to a locking element in the form of a plate, a drive, the ratio of the height of the plate to its diameter being less than one, according to the invention, is lateral and the upper part of the plate is made in the form of a body of revolution with a thickness that decreases to the periphery and curvilinear generatrix, the sealing surface of the saddle is located below the inlet nozzle by an amount less than half the height of the plate, the cabinet is made with a concave inner surface, the bottom of which is placed above the opening of the inlet pipe by an amount less than half the height of the plate, and the plate, which is in its highest position, is placed with a gap relative to the inner surface of the lid. In addition, the shape of the inner surface of the lid is the same as the shape of the upper surface of the plate.

Выполнение боковой поверхности тарели в виде тела вращения с образующей в виде кривой линии в сочетании с высотой подъема тарели, ограниченной размерами входного отверстия, обеспечивает уменьшение гидропотерь из-за исключения из конструктивных форм сопряжения поверхностей в виде остроугольных граней и выступающих элементов, и разделение потока жидкости в клапане на две ветви: основной поток транспортируется на выход, другая ветвь потока промывает поверхности внутренней полости клапана, за счет зазора между тарелью и внутренней поверхностью крышки. Данный зазор может быть обеспечен конструктивной формой штока, например в виде буртика, выполненного на штоке так, чтобы вершина образующей боковой поверхности была размещена в зоне просвета входного отверстия, или условиями управления клапаном. При этом гидропотери проточной части остаются минимальными, так как выбранное соотношение диаметра и толщины тарели обеспечивает максимальную проводимость проточной части клапана. А размещение уплотнительной поверхности седла при этом в корпусе клапана ниже входного отверстия на величину, меньшую половины тарели, привод к значительному уменьшению гидросопротивления при работе клапана, особенно при его открывании. Это объясняется тем, что сводятся к минимуму не только потери, но и турбулентные завихрения жидкости и, следовательно, уменьшаются кавитационные явления на тарели и вокруг нее. The execution of the side surface of the plate in the form of a body of revolution with a generatrix in the form of a curved line in combination with the height of the plate, limited by the size of the inlet, reduces water losses due to the exclusion from the structural forms of mating surfaces in the form of acute-angled faces and protruding elements, and the separation of the fluid flow in the valve into two branches: the main stream is transported to the outlet, the other branch of the stream rinses the surfaces of the valve’s inner cavity, due to the gap between the plate and the inner Nost cover. This gap can be provided by the structural shape of the rod, for example in the form of a shoulder made on the rod so that the top of the generatrix of the lateral surface is placed in the area of the lumen of the inlet, or by the control conditions of the valve. At the same time, hydraulic losses of the flow part remain minimal, since the selected ratio of the diameter and thickness of the plate ensures maximum conductivity of the flow part of the valve. And the placement of the sealing surface of the seat in this case in the valve body below the inlet by an amount less than half of the plate, leading to a significant reduction in hydraulic resistance during operation of the valve, especially when opening it. This is explained by the fact that not only losses but also turbulent turbulences of the liquid are minimized and, therefore, cavitation phenomena on and around the plate are reduced.

Выполнение внутренней поверхности крышки клапана одинаковой верхней поверхности тарели приводит к дополнительному снижению потерь, так как при этом обеспечивается определенная скорость потока, омывающего поверхность над тарелью. The implementation of the inner surface of the valve cover of the same upper surface of the plate leads to an additional reduction in losses, since this ensures a certain flow rate washing the surface above the plate.

На чертеже показан предлагаемый гидроклапан. The drawing shows the proposed hydraulic valve.

Клапан содержит корпус 1 с присоединительными патрубками (входным 2, выходным 3) и седлом 4, крышку 5 с сальниковым узлом 6, тарель 7 высотой h и диаметром D, причем h/D меньше единицы, с уплотнителем 8 и штоком 9, привод 10, а также тягу 11 с быстроразъемным устройством для соединения тяги привода со штоком клапана 9. Уплотнительная поверхность седла 4 размещена ниже входного отверстия на величину t₂, меньшую половины h. Величина высоты подъема H тарели 7 (ход клапана) определяется так, что вершина образующей боковой поверхности тарели 7 находится в зоне просвета входного отверстий D_y. Крышка 5 выполнена с внутренней поверхностью, вершина которой размещена выше входного отверстия на величину t₁, меньшую половины h. Внутренняя поверхность крышки 5 выполнена равной верхней поверхности тарели 7.The valve comprises a housing 1 with connecting nozzles (inlet 2, outlet 3) and a seat 4, a cover 5 with an stuffing box 6, a plate 7 with a height h and a diameter D, moreover, h / D is less than one, with a seal 8 and a rod 9, an actuator 10, and also a rod 11 with a quick disconnect device for connecting the actuator rod to the valve stem 9. The sealing surface of the seat 4 is placed below the inlet by an amount of t ₂ less than half h. The magnitude of the lifting height H of the plate 7 (valve stroke) is determined so that the top of the generatrix of the lateral surface of the plate 7 is in the area of the lumen of the inlet openings D _y . The cover 5 is made with an inner surface, the top of which is placed above the inlet by a value of t ₁ less than half h. The inner surface of the cover 5 is made equal to the upper surface of the plate 7.

Гидроклапан работает следующим образом. The hydraulic valve operates as follows.

Клапан закрыт. Головка стержня-штока 9 проточной части клапана соединена с цапфой тяги 11 привода 10 и находится в нижнем положении, при этом создается надежная герметизация клапана посредством уплотнителя 8 тарели 7. При открывании клапана тяга 11 воздействует на стержень шток 9, поднимая тарель 7 проточной части клапана в верхнее положение, открывая пароход потоку жидкости в гидросистему, который разделяется на две части: одна транспортируется на выход к патрубку 3, другая часть потока за счет зазора между тарелью и внутренней поверхностью крышки 5 промывает внутренние полости клапана. Клапан открыт. Закрытие клапана выполняется в обратной последовательности. The valve is closed. The head of the rod-rod 9 of the valve duct portion is connected to the trunnion pin of the actuator 10 rod 11 and is in the lower position, thereby creating a reliable valve seal by means of the plate seal 8. When the valve opens, the rod 11 acts on the rod stem 9, raising the valve plate 7 of the valve duct portion in the upper position, opening the steamer to the fluid flow into the hydraulic system, which is divided into two parts: one is transported to the outlet to the pipe 3, the other part of the flow is flushed through the gap between the plate and the inner surface of the cover 5 t internal valve cavities. The valve is open. The valve closes in the reverse order.

Конструкция клапана обеспечивает наилучшую циркуляцию потока жидкости с наименьшими гидропотерями в открытом состоянии. Поток жидкости одновременно промывает внутреннюю полость клапана над тарелью, что улучшает эксплуатационные качества данного устройства. The valve design provides the best circulation of fluid flow with the least water loss in the open state. The fluid flow simultaneously flushes the internal cavity of the valve above the plate, which improves the performance of this device.

Claims

1. HYDRO-VALVE, comprising a housing with a saddle, inlet and outlet nozzles, a cover with an stuffing box, a rod connected to a locking body in the form of a plate, an actuator, the ratio of the height of the plate to its diameter being less than one, characterized in that the side and top of the plate made in the form of a body of revolution with a thickness decreasing to the periphery, with a curvilinear generatrix, the sealing surface of the saddle is located below the inlet nozzle by an amount less than half the height of the plate, the cover is made with a concave inner surface Tew whose bottom is taken above the edge of the hole inlet to a value smaller than half the height of a plate, wherein Tarel in its upper position is placed with a gap relative to the inner surface of the cover.

2. The hydraulic valve according to claim 1, characterized in that the shape of the inner surface of the lid is the same as the shape of the upper surface of the plate.