RU2062379C1

RU2062379C1 - Pipe gate

Info

Publication number: RU2062379C1
Application number: RU92005693A
Authority: RU
Inventors: В.Е. Авербух; Г.М. Марченко; О.А. Шварцман
Original assignee: Производственное объединение "Турбомоторный завод"
Priority date: 1992-11-10
Filing date: 1992-11-10
Publication date: 1996-06-20

Abstract

FIELD: valving. SUBSTANCE: intermediate branch pipe is mounted for permitting flexible axial movement along the axis of the branch pipe from a contact with the outlet branch pipe to a contact with the inlet branch pipe. The inlet branch pipe is provided with an axially aligned deflector that partially overlaps the ring slot between the inlet and intermediate branch pipe. Pivots of the ties of a servomotor are interposed between stops and cover on hinges. The stop projection on the housing from the side of the outlet branch pipe has a cut parallel to the horizontal diametrical plane of the branch pipe. The angle between the plane and a plane that passes through the rotation axis of the cover and the seat of a contact of stops and answered projections on the housing from the side of the inlet branch pipe is less than a right angle when the intermediate branch pipe is in contact with the inlet branch pipe and greater than a right angle when the intermediate branch pipe is in contact with the outlet branch pipe. EFFECT: enhanced reliability. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области арматуростроения для трубопроводов, преимущественно к быстродействующим запорным устройствам для газопроводов большого диаметра, предназначенных для транспортировки газов, загрязненных мелкодисперсной спекающейся пылью. The invention relates to the field of valve manufacturing for pipelines, mainly to high-speed shut-off devices for large-diameter gas pipelines, intended for the transportation of gases contaminated with finely divided sintering dust.

Известно запорное устройство, содержащее соосно расположенные входной и выходной патрубки трубопровода с кольцевой щелью между ними и сферическую заслонку, установленную с возможностью поворота относительно оси, перпендикулярной оси трубопровода. Для уплотнения щели ее кромки снабжены уплотнительными элементами с полупроницаемыми мембранами, которые при подаче воды разбухают и плотно герметизируют трубопровод [1]
Однако устройство, основанное на принципе разбухания, обладает большей инерционностью по сравнению с чисто механической системой, особенно в условиях необходимости экстренного срабатывания в аварийной ситуации. Кроме того, в запыленной среде высокоэластичные материалы недостаточно надежны из-за эррозии.Known locking device containing coaxially located inlet and outlet pipes of the pipeline with an annular gap between them and a spherical shutter mounted to rotate about an axis perpendicular to the axis of the pipeline. To seal the gap, its edges are equipped with sealing elements with semipermeable membranes, which swell and tightly seal the pipeline when water is supplied [1]
However, the device based on the principle of swelling, has a greater inertia compared to a purely mechanical system, especially in situations where emergency response is necessary in an emergency. In addition, in a dusty environment highly elastic materials are not sufficiently reliable due to erosion.

Известно запорное устройство, содержащее корпус, соосно установленные в нем входной и выходной патрубки с кольцевой щелью между ними, запорный орган в виде сферической крышки, установленной на кронштейнах с возможностью введения в названную щель путем поворота относительно оси, перпендикулярной оси патрубков, и с возможностью упругого смещения крышки вдоль оси патрубков до упора в выходной патрубок. В известном запорном устройстве крышка установлена на кронштейнах посредством подпружиненных штоков с выступами, расположенными в направляющих пазах кронштейнов. Штоки через выступы посредством шарнирных тяг соединены с поперечными стержнями, присоединенными к валоповороту. В закрытом положении крышка пружинами прижата к выходному патрубку. При повороте стержней крышка посредством шарнирных тяг вначале оттягивается, преодолевая упругое сопротивление пружин, по направлению к оси ее вращения, и по достижению выступов штоков упора в пазах кронштейнов осуществляется поворот, по завершению которого и снятию нагрузки от валоповорота, передаваемой через шарнирные тяги на штоки, под действием пружин крышка перемещается на больший радиус [2]
Наиболее близким к предложенному устройству является затвор шарового клапана, содержащий корпус с соосно расположенными входным и выходным патрубками с кольцевой щелью между ними, в которой с зазором и соосно патрубкам установлен промежуточный патрубок с запорным органом в виде сферической крышки, закрепленной на нем посредством кронштейнов с возможностью вращения относительно линии пересечения поперечного сечения с горизонтальной диаметральной плоскостью промежуточного патрубка и перемещения вдоль оси патрубков до упора в выходной патрубок, и сервомотор, к тягам которого шарнирно присоединены названные кронштейны, в средней части которых выполнены упоры, а на корпусе встречные упорные выступы [3]
Однако в условиях запыленности газа при постоянно открытой кольцевой щели между патрубками на их кромках образуются загромождающие щель твердые закоксовавшиеся наросты. Кроме того, как для открытия, так и для закрытия конструкция устройства требует применения либо ручного валопровода, либо сервопривода, отказ которого может быть непосредственным следствием аварии, например масло- или энергосистемы, что снижает надежность конструкции при ее использовании в качестве аварийного затвора.A locking device is known, comprising a housing, inlet and outlet nozzles aligned therein with an annular slot between them, a locking member in the form of a spherical cover mounted on brackets with the possibility of insertion into the said slot by rotation about an axis perpendicular to the axis of the nozzles, and with the possibility of elastic displacement of the cover along the axis of the pipes to the stop in the outlet pipe. In the known locking device, the cover is mounted on the brackets by means of spring-loaded rods with protrusions located in the guide grooves of the brackets. The rods through the protrusions by means of articulated rods are connected to the transverse rods attached to the shaft rotation. In the closed position, the cap is pressed by springs to the outlet pipe. When the rods are rotated, the lid by means of articulated rods is first pulled out, overcoming the elastic resistance of the springs towards the axis of its rotation, and upon reaching the protrusions of the stop rods in the grooves of the brackets, a rotation is performed, after which the load is removed from the shaft rotation transmitted through the articulated rods to the rods, under the action of springs, the cover moves to a larger radius [2]
Closest to the proposed device is a ball valve shutter, comprising a housing with coaxially located inlet and outlet nozzles with an annular gap between them, in which an intermediate nozzle is installed with a gap and coaxial nozzles with a locking member in the form of a spherical cap fixed to it by means of brackets with the possibility of rotation relative to the line of intersection of the cross section with the horizontal diametrical plane of the intermediate pipe and moving along the axis of the pipes to the stop in the output the thrust pipe, and a servomotor, to the rods of which the above-mentioned brackets are pivotally attached, in the middle part of which stops are made, and on the body counter thrust projections [3]
However, under gas dust conditions with a constantly open annular gap between the nozzles, solid coked growths blocking the gap are formed on their edges. In addition, both for opening and closing, the design of the device requires the use of either a manual shaft drive or a servo drive, the failure of which can be a direct result of an accident, for example, an oil or power system, which reduces the reliability of the structure when it is used as an emergency shutter.

Задача изобретения состоит в повышении надежности в аварийных ситуациях и технологичности управления. The objective of the invention is to increase reliability in emergency situations and adaptability of management.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном затворе трубопровода промежуточный патрубок установлен с возможностью упругого осевого перемещения вдоль оси патрубка от контакта с выходным патрубком до контакта с входным патрубком, причем входной патрубок снабжен аксиально расположенным козырьком, прикрывающим кольцевую щель между входным и промежуточным патрубком; шарниры тяг сервомотора на кронштейнах расположены между упорами и крышкой, а упорный выступ на корпусе со стороны выходного патрубка выполнен со срезом, параллельным горизонтальной диаметральной плоскости патрубков, угол между которой и плоскостью, проходящей через ось вращения крышки и места контакта упоров и ответных выступов на корпусе со стороны входного патрубка, меньше прямого угла при контакте промежуточного патрубка с входным патрубком и больше прямого угла при контакте промежуточного с выходным патрубком. The specified technical result is achieved by the fact that in the known valve of the pipeline the intermediate pipe is installed with the possibility of elastic axial movement along the axis of the pipe from contact with the output pipe to contact with the inlet pipe, and the inlet pipe is provided with an axially located visor covering the annular gap between the inlet and intermediate pipe; the hinges of the servomotor rods on the brackets are located between the stops and the cover, and the thrust protrusion on the body from the side of the outlet pipe is made with a slice parallel to the horizontal diametrical plane of the pipes, the angle between which and the plane passing through the axis of rotation of the cover and the contact point of the stops and mating protrusions on the body from the inlet pipe side, less than a right angle when the intermediate pipe contacts the inlet pipe and more than a right angle when the intermediate pipe contacts the output pipe.

При этом повышение надежности в аварийных ситуациях обеспечивается за счет смыкания кольцевой щели при открытом затворе и автоматического закрытия затвора при аварийном снятии нагрузки сервопривода, кинематически предваряемого размыканием кольцевой щели между пром- и выходным патрубками в процессе поворота кронштейнов под действием упругих элементов промпатрубка вокруг смещенного центра упорного выступа корпуса со стороны входного патрубка. Технологичность управления затвором обеспечивается механизмом последовательного сдвига крышки затвора вместе с пром- патрубком от выходного патрубка вдоль среза упорного выступа со стороны выходного патрубка с образованием щели между названными крышкой и патрубком, открытия затвора путем поворота крышки относительно ее оси вращения и закрытия кольцевой щели сдвигом промпатрубка к выходному патрубку путем поворота крышки относительно названного смещенного центра или последовательного обратного процесса при однонаправленном воздействии (включении или выключении соответственно) сервопривода. At the same time, an increase in reliability in emergency situations is ensured by closing the annular gap with the open shutter and automatically closing the shutter during emergency load removal of the servo drive, kinematically preceded by opening the annular gap between the industrial and output nozzles during the rotation of the brackets under the action of the elastic elements of the industrial pipe around the displaced center of the thrust the protrusion of the housing from the inlet pipe. The control technology of the shutter is ensured by a mechanism for sequentially shifting the shutter lid together with the industrial nozzle from the outlet nozzle along a section of the thrust protrusion on the side of the outlet nozzle with the formation of a gap between the said cap and nozzle, opening the shutter by rotating the cap relative to its axis of rotation and closing the annular gap by shifting the industrial nozzle to the outlet pipe by turning the cap relative to the named offset center or a sequential reverse process with unidirectional air ystvii (turned on or off, respectively) servo.

Схема затвора представлена на фиг.1 (открыт) и 2 (закрыт); на фиг. 3 представлен вид А-А. The shutter circuit is shown in figure 1 (open) and 2 (closed); in FIG. 3 shows view AA.

В корпусе 1 между входным 2 и выходным 3 патрубками расположен упруго-подвижно на опорах скольжения 4 промпатрубок 5 с присоединенными к нему упругими элементами 6. Крышка 7 посредством кронштейнов 8 установлена с возможностью введения в щель 9 между выходным патрубком 3 и промпатрубком 5 путем вращения вокруг оси 10 на промпатрубке 5. На кронштейнах 8 имеются упоры 11, а на корпусе 1 встречные упорные выступы 12 (со стороны входного патрубка 2) и 13 (со стороны выходного патрубка 3), причем выступ 13 имеет срез 14 параллельно горизонтальной диаметральной плоскости 15. К кронштейнам 8 между упорами 11 и крышкой 7 присоединены посредством шарниров 16 тяги 17 сервопривода (не показан). Кольцевая щель 18 между входным патрубком 2 и промпатрубком 5 изнутри прикрыта кольцевым козырьком 19 с заходной внешней кромкой 20. На корпусе 1 имеется выступ-ограничитель 21. В открытом положении затвора крышка 7 располагается над промпатрубком 5 и посредством тяг 17 и шарниров 16 нагружена в направлении входного патрубка 2. Кронштейн 8 опирается посредством упоров 11 на упорный выступ 12, образуя коромысло, прижимающее через ось 10 промпатрубок 5 к выходному патрубку 3, закрывая тем самым кольцевую щель 9 и сжимая упругие элементы 6. При этом угол между горизонтальной плоскостью 15 и плоскостью, образуемой осью 10 и контактом упора 11 с выступом 12, больше прямого, и система крышка 7 кронштейны 8 находится за верхней мертвой точкой. Давление среды в корпусе 1 и входном патрубке 2 одинаковое, т. е. оседание коксующейся пыли происходит преимущественно на внешней кромке 20 козырька 19. В закрытом положении затвора крышка 7 расположена в щели 9 и прижата к выходному патрубку 3, кронштейн 8 опирается на ограничитель 21, а упор 11 расположен под срезом 14 выступа 13. In the housing 1, between the inlet 2 and the outlet 3 nozzles is located elastically movably on the sliding supports 4 of the industrial pipe 5 with elastic elements 6 attached thereto. The cover 7 is mounted by means of brackets 8 with the possibility of insertion into the slot 9 between the output pipe 3 and the industrial pipe 5 by rotation around the axis 10 on the industrial pipe 5. On the brackets 8 there are stops 11, and on the body 1 counter thrust projections 12 (from the side of the inlet pipe 2) and 13 (from the side of the output pipe 3), and the protrusion 13 has a slice 14 parallel to the horizontal diametrical plane 15. To the brackets 8 between the stops 11 and the cover 7 are connected via hinges 16 of the rod 17 of the servo drive (not shown). The annular gap 18 between the inlet pipe 2 and the industrial pipe 5 is covered from the inside by an annular visor 19 with a leading external edge 20. On the housing 1 there is a protrusion limiter 21. In the open position of the shutter, the cover 7 is located above the industrial pipe 5 and is loaded in the direction by means of rods 17 and hinges 16 inlet pipe 2. The bracket 8 is supported by stops 11 on the stop ledge 12, forming a beam, pressing through the axis 10 of the industrial pipe 5 to the output pipe 3, thereby closing the annular gap 9 and compressing the elastic elements 6. The angle between between the horizontal plane 15 and the plane formed by the axis 10 and the contact of the abutment 11 with the protrusion 12, more than a straight line, and the system cover 7 brackets 8 is located behind the top dead center. The pressure of the medium in the housing 1 and the inlet pipe 2 is the same, i.e., the coking dust settles mainly on the outer edge 20 of the visor 19. In the closed position of the shutter, the cover 7 is located in the slot 9 and pressed against the output pipe 3, the bracket 8 rests on the stop 21 , and the emphasis 11 is located under the cut 14 of the protrusion 13.

Устройство работает следующим образом. При снятии нагрузки сервопривода упругие элементы 6 сдвигают промпатрубок 5 по опорам 4 до упора во входной патрубок 2, открывая кольцевую щель 9. При этом кронштейны 8 поворачиваются (с проскальзыванием) относительно контакта упора 11 и упорного выступа 12, динамически переводя систему крышка 7 кронштейны 8 через верхнюю мертвую точку. Угол между горизонтальной плоскостью 15 и плоскостью, образуемой осью 10 и упорами 11, при упоре промпатрубка 5 во входной патрубок 2 становится меньше прямого, т. е. под действием собственного веса и динамики толчка от упругих элементов 6 промпатрубка 5 крышка 7 поворачивается на кронштейнах 8 вокруг оси 10, входя в щель 9 до упора кронштейнами 8 в выступ-ограничитель 21, причем смещение под действием перепада давлений крышки 7 в сторону выходного патрубка 3 в процессе входа в щель 9 ограничивается проскальзыванием упора 11 относительно упорного выступа 13 до среза 14, после чего под действием перепада давлений крышка 7 путем проскальзывания упора 11 вдоль среза 14 и собственно кронштейна 8 вдоль выступа-ограничителя 21 вместе с промпатрубком 5 по опорам 4 смещается до упора в выхлопной патрубок 3. The device operates as follows. When removing the load of the servo, the elastic elements 6 move the industrial pipe 5 along the supports 4 to the stop in the inlet pipe 2, opening the annular gap 9. In this case, the brackets 8 rotate (with slipping) relative to the contact of the stop 11 and the stop ledge 12, dynamically moving the system cover 7 brackets 8 through top dead center. The angle between the horizontal plane 15 and the plane formed by the axis 10 and the stops 11, when it stops, the industrial pipe 5 in the inlet pipe 2 becomes smaller than the direct one, i.e., under the influence of its own weight and the dynamics of the push from the elastic elements 6, the industrial pipe 5, the cover 7 rotates on the brackets 8 around the axis 10, going into the slot 9 until it stops with brackets 8 into the protrusion limiter 21, and the displacement due to the differential pressure of the cover 7 towards the outlet pipe 3 during entry into the slot 9 is limited by the slip of the stop 11 relative to the abutment na 13 to slice 14 and then under the action of differential pressure cover 7 by the slip stop 11 along the cut 14 and the actual arm 8 along the limiter 21 together with the protrusion 5 of the supports prompatrubkom 4 is displaced until it stops in the exhaust pipe 3.

При нагружении сервопривода крышка 7 подрывается относительно выходного патрубка 3 в направлении входного патрубка 2, ограниченная по траектории движения срезом 14 до выхода упора 11 из-под него, при этом перемещает в ту же сторону промпатрубок 5 по опорам 4. После выхода упора 11 из-под среза 14 за счет внецентренного приложения усилий сервопривода через тяги 17 и шарниры 16 к кронштейнам 8 последние вместе с крышкой 7 поворачиваются вокруг оси 10 до контакта упора 11 с упорным выступом 12, а далее вокруг названного контакта, смещая через ось 10 промпатрубок 5 вдоль опор 4 до упора в выходной патрубок 3. ЫЫЫ2 When loading the servo, the cover 7 is undermined relative to the outlet pipe 3 in the direction of the inlet pipe 2, limited along the path of movement by the shear 14 until the stop 11 comes out from under it, while moving the industrial pipes 5 along the supports 4 in the same direction. under the cut 14 due to the eccentric application of servo forces through the rods 17 and hinges 16 to the brackets 8, the latter together with the cover 7 are rotated around the axis 10 until the stop 11 contacts with the stop ledge 12, and then around the contact, displacing through the axis 10 prompat ubok 4 supports 5 along the way into the outlet 3. YYY2

Claims

A pipeline shutter comprising a housing with coaxially arranged inlet and outlet nozzles with an annular gap between them, in which an intermediate nozzle is installed with a gap and a coaxial nozzle with a locking member in the form of a spherical cap mounted on it with brackets that can be rotated relative to the cross-sectional line with horizontal diametrical plane of the intermediate pipe and displacements along the pipe axis all the way into the output pipe, and a servomotor, to the rods of which it is articulated These brackets are dined, in the middle part of which stops are made, and on the body counter thrust protrusions, characterized in that the intermediate pipe is installed with the possibility of elastic axial movement along the axis of the pipes from contact with the output pipe to contact with the inlet pipe, and the inlet pipe is axially located with a visor covering the annular gap between the inlet and intermediate pipe, and the hinges of the servo motor rods on the brackets are located between the stops and the cover, and the thrust protrusion on the body on the side of the outlet pipe is made with a slice parallel to the horizontal diametrical plane of the pipes, the angle between which and the plane passing through the axis of rotation of the cover and the contact point of the stops and reciprocal protrusions on the housing from the side of the inlet pipe is less than the right angle when the intermediate pipe contacts the inlet pipe and more than a right angle at contact of the intermediate with the outlet pipe.