RU2116541C1

RU2116541C1 - Check valve

Info

Publication number: RU2116541C1
Application number: RU96122237/06A
Authority: RU
Inventors: О.Г. Крыжановский
Original assignee: Акционерное общество закрытого типа Научно-производственная фирма "ЦКБА"
Priority date: 1996-11-18
Filing date: 1996-11-18
Publication date: 1998-07-27

Abstract

FIELD: shutting-off return flow of liquid in pipe lines of large diameters. SUBSTANCE: check valve has body and swivel disk mounted in body on shaft; this disk divides flow section of body into inlet and outlet cavities. Piston of hydraulic drive is connected with shaft and disk by means of lever. Cavity of hydraulic drive is brought in communication with inlet cavity of body by means of pipe line 10 and with outlet cavity of body by means of pipe line 12. End section of pipe line 10 is bent towards forward flow. End sections of pipe lines are fitted with heads having passages in form of contractions changing to diffusers. One head works as ejector on return flow of medium. Other head works as ejector on forward flow of medium. EFFECT: increased resultant force on piston of hydraulic drive and enhanced efficiency of its operation. 6 dwg

Description

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано при необходимости перекрытия обратного потока жидкой рабочей среды в трубопроводах большого диаметра. The invention relates to valve engineering and can be used if necessary, blocking the return flow of a liquid working medium in large diameter pipelines.

Известны обратные затворы [1], изготавливаемые для перекрытия обратного потока в трубопроводах диаметром от 1200 мм до 2000 мм. Known check valves [1], made to block the return flow in pipelines with a diameter of from 1200 mm to 2000 mm

Затвор такой конструкции содержит корпус, установленный в корпусе поворотный диск и демпфер. Затвор открывается поворотом диска при подаче рабочей среды под диск, после чего диск удерживается в открытом положении подъемной силой, возникающей от напора скоростного потока. При обратном потоке среды диск под действием собственной массы и среды закрывается. Плавная посадка диска на седло обеспечивается демпфером. The shutter of such a design comprises a housing, a rotary disk and a damper installed in the housing. The shutter is opened by turning the disk when applying the working medium under the disk, after which the disk is held open by the lifting force arising from the pressure flow. When the medium flows back, the disk closes under the action of its own mass and medium. Smooth landing of a disk on a saddle is provided with a damper.

Недостатком описанного обратного затвора является малая степень его открытия под действием рабочего потока, вызывающая большие гидравлические потери на диске, а также большая инерционность диска. The disadvantage of the described reverse shutter is the small degree of its opening under the action of the working flow, causing large hydraulic losses on the disk, as well as a large inertia of the disk.

Известен обратный затвор [2], в котором для увеличения угла открытия поворотного диска, снижения гидравлических потерь в затворе и уменьшения инерционности диска на рабочем диске установлено подъемное аэродинамическое крыло. Known back gate [2], in which to increase the opening angle of the rotary disk, reduce hydraulic losses in the shutter and reduce the inertia of the disk on the working disk mounted lifting aerodynamic wing.

Набегающий поток рабочей среды создает на аэродинамическом крыле дополнительную подъемную силу, обеспечивающую дополнительное перемещение диска в открытое положение. При изменении направления потока в трубопроводе на обратное рабочая среда, воздействуя на аэродинамическое крыло, создает дополнительную силу, направленную на закрытие затвора. The incoming flow of the working medium creates an additional lifting force on the aerodynamic wing, which provides additional movement of the disk to the open position. When the direction of flow in the pipeline changes to the reverse working medium, acting on the aerodynamic wing creates additional force aimed at closing the shutter.

Использование аэродинамического крыла в указанных целях не дает достаточного эффекта. The use of the aerodynamic wing for these purposes does not give a sufficient effect.

Аналогом, наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности признаков, является обратный зазор [3], в котором для увеличения угла открытия поворотного диска и снижения гидравлического сопротивления затвора используется связанный с диском кинематически гидропривод одностороннего действия, рабочая полость которого соединена гибким трубопроводом с напорной полостью затвора. The analogue closest to the claimed invention in terms of features is the reverse clearance [3], in which to increase the opening angle of the rotary disk and reduce the hydraulic resistance of the shutter, a single-acting kinematic hydraulic actuator connected to the disk is used, the working cavity of which is connected by a flexible pipe to the pressure chamber of the shutter .

Под действием прямого потока рабочей среды диск не выводится полностью в открытое положение. Дальнейшее перемещение диска осуществляется с помощью гидропривода, увеличивающего силу воздействия рабочей среды на диск. Under the influence of a direct flow of the working medium, the disk is not fully brought out to the open position. Further movement of the disk is carried out using a hydraulic actuator, increasing the force of the working environment on the disk.

Недостатком прототипа является относительно высокое гидравлическое сопротивление обратного затвора потоку рабочей среды в открытом положении, вызванное низкой эффективностью использования энергии потока для воздействия на поворотный диск затвора. The disadvantage of the prototype is the relatively high hydraulic resistance of the reverse shutter to the flow of the working medium in the open position, caused by the low efficiency of the use of flow energy to act on the rotary disk of the shutter.

Изобретение решает задачу дальнейшего снижения гидравлического сопротивления обратного затвора, повышения надежности его работы за счет повышения эффективности использования энергии потока рабочей среды для воздействия на диск и повышения чувствительности диска к изменениям параметров рабочего потока. The invention solves the problem of further reducing the hydraulic resistance of the reverse shutter, increasing the reliability of its operation by increasing the efficiency of the use of the energy of the flow of the working medium for influencing the disk and increasing the sensitivity of the disk to changes in the working flow parameters.

Заявляемый обратный затвор содержит корпус, установленный в корпусе на валу поворотный запорный диск, разделяющий проточную часть корпуса на входную и выходную полости, и кинематически связанный с валом и диском гидропривод, одна из рабочих полостей которого сообщена трубопроводом с входной полостью корпуса. Технический эффект в затворе достигается за счет сообщения второй рабочей полости гидропривода с выходной полостью корпуса трубопроводом, изогнутым в выходной полости навстречу обратному потоку, изгиба концевой части трубопровода, сообщающего первую рабочую полость гидропривода с входной полостью корпуса, навстречу прямому потоку, снабжения каждого трубопровода насадком с каналом в форме конфузора, переходящего в диффузор, и размещения изогнутой концевой части каждого трубопровода в наиболее узком сечении канала насадка с образованием в канале кольцевой щели для прохода среды. The inventive check valve comprises a housing mounted on a shaft on a shaft, a rotary locking disk that separates the duct portion of the housing into the input and output cavities, and a hydraulic actuator kinematically connected to the shaft and the disk, one of the working cavities of which is connected by a pipeline to the input cavity of the housing. The technical effect in the shutter is achieved by communicating the second working cavity of the hydraulic actuator with the outlet cavity of the housing by a pipe curved in the outlet cavity towards the return flow, bending the end of the pipeline communicating the first working cavity of the hydraulic actuator with the inlet cavity of the housing, towards the forward flow, supplying each pipe with a nozzle with channel in the form of a confuser, passing into the diffuser, and placing a curved end part of each pipeline in the narrowest section of the channel nozzle with the formation iem channel annular gap for passage of the medium.

Существо изобретения поясняется чертежами, на фиг.1 и 2 которого изображен общий вид заявляемого обратного затвора, на фиг.3 - обратный затвор в разрезе, на фиг. 4 и 5 - насадки в разрезе, на фиг.6 - гидропривод в разрезе. The invention is illustrated by drawings, in figures 1 and 2 which shows a General view of the inventive backstop, in Fig.3 - backstop in cross section, in Fig. 4 and 5 show nozzles in a section, and FIG. 6 shows a hydraulic actuator in a section.

Обратный затвор содержит корпус 1, установленный в корпусе на валу 2 поворотный запорный диск 3, разделяющий проточную часть корпуса на входную 4 и выходную 5 полости. С валом и диском связан при помощи рычага 6 поршень 7 гидропривода 8. Полость 9 гидропривода сообщена трубопроводом 10 с входной полостью 4 корпуса, полость 11 гидропривода сообщена трубопроводом 12 с выходной полостью 5 корпуса. Концевая часть 13 трубопровода 10 изогнута навстречу прямому потоку. Концевая часть 14 трубопровода 12 изогнута навстречу обратному потоку. Трубопровод 10 снабжен насадком 15 с каналом, имеющим конусообразный участок 16, переходящий в конусообразный участок 17. В наиболее узком сечении 18 канала размещена концевая часть 13 трубопровода 10, образующая в канале кольцевую щель 19 для прохода среды. Трубопровод 12 снабжен насадком 20 с каналом, имеющим конусообразный участок 21, переходящий в конусообразный участок 22. В наиболее узком сечении 23 канала размещена концевая часть 14 трубопровода 12, образующая в канале кольцевую щель 24 для прохода среды. Для уменьшения скорости поворота диска 3 на конечном участке закрытия с рычагом 6 соединен демпфер 25. The check valve comprises a housing 1, mounted in the housing on the shaft 2, a rotary locking disk 3, dividing the flowing part of the housing into the input 4 and output 5 of the cavity. A piston 7 of the hydraulic actuator 8 is connected to the shaft and the disk by means of a lever 6. The cavity 9 of the hydraulic actuator is connected by a pipeline 10 to the input cavity 4 of the housing, the hydraulic cavity 11 is connected by a pipeline 12 to the output cavity 5 of the housing. The end portion 13 of the pipeline 10 is bent towards the forward flow. The end part 14 of the pipe 12 is bent towards the return flow. The pipeline 10 is equipped with a nozzle 15 with a channel having a cone-shaped section 16, turning into a cone-shaped section 17. In the narrowest section 18 of the channel is placed the end portion 13 of the pipe 10, forming in the channel an annular gap 19 for passage of the medium. The pipe 12 is equipped with a nozzle 20 with a channel having a cone-shaped section 21, which passes into a cone-shaped section 22. In the narrowest section 23 of the channel, an end portion 14 of the pipe 12 is placed, which forms an annular gap 24 in the channel for passage of the medium. To reduce the speed of rotation of the disk 3 in the final section of the closure with the lever 6 connected to the damper 25.

Обратный затвор работает следующим образом. The check valve operates as follows.

После запуска насоса прямой поток рабочей среды, поступая во входную полость 4 корпуса, встречает на своем пути насадок 15 и изогнутый навстречу потоку концевой участок 13 трубопровода 10. На входе в трубопровод 10 устанавливается давление, равное гидродинамическому давлению рабочего потока во входной полости 4. Такое же давление, за вычетом гидравлических потерь в трубопроводе 10, устанавливается в полости 9 гидропривода 8. Одновременно с этим основная масса рабочего потока, воздействуя на поверхность диска 3, начинает поворот диска в открытое положение. Рабочая среда, преодолев проходное сечение обратного затвора, поступает в выходную полость 5. After starting the pump, the direct flow of the working medium, entering the inlet cavity 4 of the housing, encounters nozzles 15 and an end section 13 of the pipeline 10 bent towards the flow. At the inlet to the pipeline 10, a pressure equal to the hydrodynamic pressure of the working stream in the inlet cavity 4 is established. the pressure, minus hydraulic losses in the pipeline 10, is set in the cavity 9 of the hydraulic actuator 8. At the same time, the bulk of the working flow, acting on the surface of the disk 3, begins to turn the disk into open position. The working medium, having overcome the bore of the back gate, enters the outlet cavity 5.

В полости 11 гидропривода 8, сообщенной трубопроводом 12 с выходной полостью 5 корпуса, устанавливается давление, не превышающее гидростатического давления рабочего потока в выходной полости 5. При этом часть рабочей среды прямого потока, встретив на своем пути насадок 20, обращенный к потоку конфузором 21, ускоряется в конфузоре и в кольцевой щели 24, в результате чего при истечении струи потока в диффузор 22 в последнем создается разрежение. Часть рабочей среды из полости 11 гидропривода 8 перетекает по трубопроводу 12 в диффузор 22 и выходную полость 5. Насадок 20 работает на прямом потоке как эжектор. Давление в полости 11 гидропривода 8 снижается, в связи с чем разность усилий, прилагаемых к поршню 7 гидропривода от давления рабочей среды, возрастает. Поршень 7 перемещается и, воздействуя на рычаг 6, продолжает поворот диска 3 в открытое положение. Угол открытия диска увеличивается, гидравлическое сопротивление затвора рабочему потоку снижается. In the cavity 11 of the hydraulic actuator 8, connected by the pipeline 12 to the output cavity 5 of the housing, a pressure is established that does not exceed the hydrostatic pressure of the working stream in the output cavity 5. At the same time, part of the working medium of the direct flow, having encountered nozzles 20 facing the flow by the confuser 21, it is accelerated in the confuser and in the annular gap 24, as a result of which, when the jet of flow flows into the diffuser 22, a vacuum is created in the latter. Part of the working medium from the cavity 11 of the hydraulic actuator 8 flows through the pipe 12 into the diffuser 22 and the output cavity 5. The nozzle 20 operates in a direct flow as an ejector. The pressure in the cavity 11 of the hydraulic actuator 8 is reduced, and therefore the difference in the forces applied to the piston 7 of the hydraulic actuator from the pressure of the working medium increases. The piston 7 moves and, acting on the lever 6, continues to rotate the disk 3 to the open position. The opening angle of the disk increases, the hydraulic resistance of the shutter to the working flow decreases.

В случае остановки насоса в системе может возникнуть ситуация, при которой давление в выходной полости 5 возрастает по сравнению с давлением во входной полости 4. При этом в сети возникает обратный поток, под напором которого диск 3 начинает закрываться. На входе в трубопровод 12 устанавливается давление, равное гидродинамическому давлению обратного потока в выходной полости 5. Давление в полости 11 гидропривода 8 повышается до величины, близкой к гидродинамическому давлению обратного потока в выходной полости 5 (за вычетом гидравлических потерь в трубопроводе 12). Давление в полости 9 гидропривода 8 снижается до уровня, не превышающего гидростатического давления обратного потока во входной полости 4. В то же время часть среды обратного потока, преодолевая конфузор 17 и истекая из кольцевой щели 19 насадка 15, создает разрежение в диффузоре 16. В результате этого часть рабочей среды из полости 9 гидропривода 8 перетекает по трубопроводу 10 в диффузор 16 и во входную полость 4 корпуса. Давление в полости 9 гидропривода продолжает снижаться. В случае возникновения в системе обратного потока насадок 15 выполняет функцию эжектора, благодаря чему разность усилий на поршне 7 гидропривода возрастает. Результирующая усилий, приложенных к поршню 7 гидропривода от давления среды обратного потока, начинает ускоренное перемещение поршня в исходное положение. Связанный с поршнем диск 3 быстро перекрывает проход обратному потоку среды через затвор. С приближением диска к седлу демпфер 25 тормозит его движение и обеспечивает плавную посадку на седло. If the pump stops in the system, a situation may arise in which the pressure in the outlet cavity 5 increases compared to the pressure in the inlet cavity 4. In this case, a reverse flow occurs in the network, under the pressure of which the disk 3 begins to close. At the inlet to the pipeline 12, a pressure equal to the hydrodynamic pressure of the return flow in the outlet cavity 5 is set. The pressure in the cavity 11 of the hydraulic actuator 8 rises to a value close to the hydrodynamic pressure of the return flow in the outlet cavity 5 (minus the hydraulic losses in the pipeline 12). The pressure in the cavity 9 of the hydraulic actuator 8 is reduced to a level not exceeding the hydrostatic pressure of the return flow in the inlet cavity 4. At the same time, part of the return flow medium, overcoming the confuser 17 and flowing out of the annular gap 19 of the nozzle 15, creates a vacuum in the diffuser 16. As a result this part of the working medium from the cavity 9 of the hydraulic actuator 8 flows through the pipeline 10 into the diffuser 16 and into the input cavity 4 of the housing. The pressure in the cavity 9 of the hydraulic actuator continues to decrease. In the event of a backflow of nozzles 15 in the system, it acts as an ejector, due to which the difference in effort on the hydraulic piston 7 increases. The resulting effort applied to the piston 7 of the hydraulic actuator from the pressure of the return flow medium, begins the accelerated movement of the piston to its original position. Associated with the piston, the disk 3 quickly blocks the passage to the return flow of the medium through the valve. With the approach of the disk to the saddle, the damper 25 slows down its movement and ensures a smooth landing on the saddle.

Источники информации. Sources of information.

1. Каталог "Промышленная трубопроводная арматура".-М., ЦИНТИхимнефтемаш, 1984, ч. 1, с.86. 1. Catalog "Industrial Pipe Fittings" .- M., TsINTIkhimneftemash, 1984, part 1, p. 86.

2. Авт.св. СССР N1634919, кл. F 16 K 15/03, 1988. 2. Auto USSR N1634919, class F 16 K 15/03, 1988.

3. Авт.св. СССР N1767264, кл. F 16 K 15/03, 1989. 3. Auto USSR N1767264, class F 16 K 15/03, 1989.

Claims

A check valve comprising a housing, a rotary locking disk installed in the housing on the shaft, dividing the flow passage of the housing into the input and output cavities, and kinematically connected to the shaft and the disk with a hydraulic actuator, one of the working cavities of which is connected by a pipe to the housing input cavity, characterized in that the second working cavity of the hydraulic actuator is in communication with the outlet cavity of the housing by a pipeline, the end part of which is bent in the outlet cavity towards the reverse flow, while the end part of the pipeline, communicating the working cavity of the hydraulic actuator with the inlet cavity of the housing is bent in the inlet cavity towards the direct flow, each pipeline is equipped with a nozzle with a channel in the form of a confuser passing into a diffuser, and the curved end part of each pipeline is placed in the smallest section of the channel of the nozzle with the formation of an annular gap in the channel for passage of the medium.