RU2154763C2

RU2154763C2 - Two-position distributor

Info

Publication number: RU2154763C2
Application number: RU98120323A
Authority: RU
Inventors: В.Д. Плахтин; В.П. Кольцов; В.Ф. Модеев; В.И. Гришин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Северсталь"
Priority date: 1998-11-12
Filing date: 1998-11-12
Publication date: 2000-08-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: two-position distributor is designed to supply liquid over one of two branched pipelines. It is used to supply liquid contaminated with suspended solid particles, mill scale, sand and coal dust. Two-position distributor has a cylindrical body closed by end-face covers, central inlet and side distributing branch pipes, moving rod with valves and valve seats provided with flat contact surfaces. They are secured in internal partitions of body between which cylindrical insert is installed. Partitions are arranged on both sides of central inlet branch pipe. Valves are secured on rod perpendicularly to its axis. They are made as two discs, external and internal ones set on rod. Sealing rings interacting with seats with their flat surfaces are positioned between discs. Hollow cylindrical trunnions carried by plain bearings mounted in covers of body are fixed on external discs like on bases coaxially with rod. Diameter of external discs is larger than external diameter of cylindrical trunnions. Two-position distributor may be used in systems intended for transportation of large amount of water. EFFECT: higher reliability and efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к двухпозиционным распределителям для подачи жидкости по одному из двух разветвляющихся трубопроводов, преимущественно для подачи жидкости, загрязненной взвешенными твердыми частицами - прокатной окалиной, песком, породой, угольной пылью и т.п. The invention relates to on-off distributors for supplying liquid through one of two branching pipelines, mainly for supplying liquid contaminated with suspended solids - mill scale, sand, rock, coal dust, etc.

Известен двухпозиционный распределитель (аналог), включающий корпус, подводящий и распределительный патрубки и подвижный шток с клапанами, выполненный в виде золотника (см.В.Д. Плахтин. Надежность, ремонт и монтаж металлургических машин. М., "Металлургия", 1983 г., с. 384, рис. XX.15). Known on-off distributor (analogue), comprising a housing, inlet and distribution pipes and a movable stem with valves, made in the form of a spool (see VD Plakhtin. Reliability, repair and installation of metallurgical machines. M., "Metallurgy", 1983 ., p. 384, Fig. XX.15).

Недостатком аналога являются сложность конструкции, малая производительность, низкая надежность и невозможность использования для подачи и распределения жидкости, загрязненной окалиной или другими взвешенными в ней твердыми частицами или элементами. При транспортировке такой жидкости происходит быстрый износ каналов распределителя и выход его из строя. The disadvantage of the analogue is the design complexity, low productivity, low reliability and the inability to use for the supply and distribution of liquids contaminated with scale or other suspended solids or elements suspended in it. When transporting such a liquid, there is a rapid wear of the distributor channels and its failure.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является двухпозиционный распределитель, включающий корпус, подводящий и распределительный патрубки и подвижный шток с клапанами, выполненный в виде золотника (см. В. Я. Седуш. Надежность, ремонт и монтаж металлургических машин. Киев-Донецк. "Вища школа", 1981 г., с. 247, рис. 150). The closest technical solution (prototype) is a two-position valve, which includes a housing, supply and distribution pipes and a movable stem with valves, made in the form of a spool (see V. Ya. Sedush. Reliability, repair and installation of metallurgical machines. Kiev-Donetsk. " Vishka School ", 1981, p. 247, fig. 150).

Прототип более прост по конструкции, чем аналог, однако все остальные недостатки аналога присущи и прототипу. Известный распределитель не может быть применен в производствах, где необходима транспортировка шлама, для транспортировки воды, загрязненной окалиной, например в оборотном цикле очистки воды прокатных цехов, для транспортировки воды, загрязненной угольной и рудной пылью на углеобогатительных, горнообогатительных фабриках, металлургических заводах и других подобных предприятиях. Каналы известного распределителя быстро забиваются грязью, изнашиваются и распределитель выходит из строя. Это ведет к частым авариям систем транспортировки загрязненной жидкости и большим потерям производства. Особенно актуальна эта проблема для систем водоочистки прокатных цехов, в которых невозможно прекращение работы системы водоочистки при отключении от нее, например, участка охлаждения чистовой группы клетей непрерывного прокатного стана на время перевалки валков и требуется переключение потока жидкости на обводной трубопровод (байпас). В этом случае поток жидкости направляется по обводному трубопроводу через двухпозиционный распределитель. The prototype is simpler in design than the analogue, however, all other disadvantages of the analogue are inherent in the prototype. The known dispenser cannot be used in industries where sludge transportation is necessary, for transporting water contaminated with scale, for example, in the reverse cycle of water treatment in rolling shops, for transporting water contaminated with coal and ore dust in coal preparation, mining plants, metallurgical plants and other similar enterprises. The channels of the well-known distributor quickly become clogged with dirt, wear out and the distributor fails. This leads to frequent accidents of the systems for transporting contaminated liquids and large production losses. This problem is especially relevant for water treatment systems of rolling shops, in which it is impossible to stop the water treatment system when it is disconnected from, for example, the cooling section of the finishing group of stands of a continuous rolling mill for the duration of the roll transfer and requires switching of the fluid flow to the bypass pipeline (bypass). In this case, the fluid flow is directed through the bypass pipe through the on-off distributor.

Целью изобретения является повышение герметичности, надежности и производительности двухпозиционного распределителя и обеспечение возможности его использования в системах транспортировки больших объемов воды, загрязненной окалиной и другими взвешенными твердыми частицами. The aim of the invention is to increase the tightness, reliability and performance of the on-off dispenser and to ensure the possibility of its use in systems for transporting large volumes of water contaminated with scale and other suspended solids.

Поставленная цель достигается тем, что в двухпозиционном распределителе, включающем цилиндрический корпус, закрытый торцевыми крышками, центральный подводящий и боковые распределительные патрубки, подвижный шток с клапанами и седла клапанов, последние смонтированы во внутренних перегородках корпуса, между перегородками установлена цилиндрическая вставка, перегородки расположены по обе стороны от центрального подводящего патрубка, клапаны закреплены на штоке перпендикулярно его оси и выполнены в виде двух дисков - наружного и внутреннего, насаженных на шток, между дисками установлены уплотнительные кольца, взаимодействующие с седлами своими плоскими поверхностями, на наружных дисках как на основаниях соосно штоку жестко закреплены полые цилиндрические цапфы, установленные в подшипниках скольжения, смонтированных в крышках корпуса, при этом наружные диски выполнены большего диаметра, чем наружный диаметр цилиндрических цапф. This goal is achieved by the fact that in the on-off valve, which includes a cylindrical housing closed by end caps, a central inlet and side distribution pipes, a movable stem with valves and valve seats, the latter are mounted in the internal partitions of the body, a cylindrical insert is installed between the partitions, the partitions are located on both sides from the central inlet pipe, the valves are mounted on the rod perpendicular to its axis and are made in the form of two disks - an external and an internal seated on the stem, between the disks there are sealing rings interacting with the saddles on their flat surfaces, hollow cylindrical trunnions mounted in plain bearings mounted in the case covers are rigidly fixed on the outer disks as bases coaxially to the stem, while the outer disks are made of a larger diameter than the outer diameter of the cylindrical pins.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображены:
фиг. 1 - двухпозиционный распределитель - общий вид,
фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1,
фиг. 3 - разрез по Б - Б на фиг. 1.The invention is illustrated by drawings, which depict:
FIG. 1 - on-off distributor - general view,
FIG. 2 is a view along arrow A in FIG. 1,
FIG. 3 is a section along B - B in FIG. 1.

Двухпозиционный распределитель включает цилиндрический корпус 1, закрытый торцевыми крышками 2. На корпусе выполнены центральный подводящий патрубок 3 и боковые распределительные патрубки 4 и 5 с присоединительными фланцами. В частном случае, если, например, требуется распределение транспортируемой жидкости на два потока с различным расходом, как это показано на фиг. 1, 2, боковые распределительные патрубки могут быть выполнены различного диаметра. The two-position distributor includes a cylindrical housing 1, closed by end caps 2. On the housing, a central supply pipe 3 and side distribution pipes 4 and 5 with connecting flanges are made. In the particular case, if, for example, distribution of the transported liquid into two flows with different flow rates is required, as shown in FIG. 1, 2, side distribution pipes can be made of various diameters.

В корпусе цилиндра выполнены две внутренние перегородки 6, между которыми установлена цилиндрическая вставка 7. Перегородки расположены по обе стороны от центрального подводящего патрубка 3. В отверстиях перегородок установлены седла 8 клапанов распределителя. Седла выполнены уголкового поперечного сечения и закреплены в отверстиях перегородок 6 с помощью накладок 9, приваренных к перегородкам. Наружные плоские поверхности седел прошлифованы и взаимодействуют с клапанами. Two internal partitions 6 are made in the cylinder body, between which a cylindrical insert 7 is installed. Partitions are located on both sides of the central inlet pipe 3. Seats 8 of the distributor valves are installed in the holes of the partitions. The saddles are made of an angular cross section and are fixed in the holes of the partitions 6 with the help of plates 9 welded to the partitions. The outer flat surfaces of the seats are ground and interact with the valves.

Клапаны закреплены на подвижном штоке 10 перпендикулярно его оси и выполнены в виде двух дисков - наружного 11 и внутреннего 12, обращенного к седлу. Диски насажены на шток, а между дисками установлены уплотнительные кольца 13. Кольца взаимодействуют с седлами 8 своими плоскими поверхностями. Наружные диски 11 выполнены со ступицами, закрепленными на штоке от осевого смещения с помощью полуколец 14, накидного кольца 15, гайки 16 и контргайки 17. The valves are mounted on the movable rod 10 perpendicular to its axis and are made in the form of two disks - the outer 11 and the inner 12, facing the saddle. Disks are mounted on the rod, and o-rings 13 are installed between the disks. The rings interact with the saddles 8 with their flat surfaces. The outer disks 11 are made with hubs fixed to the stem from axial displacement using half rings 14, a sleeve ring 15, a nut 16, and a lock nut 17.

На наружных дисках 11 с внешней стороны как на основаниях соосно штоку жестко закреплены (приварены) полые цилиндрические цапфы 18, установленные в подшипниках скольжения. Подшипники состоят из втулки 19 с фланцем 20. Фланец с помощью шпилек 21 крепится к торцу корпуса 22 подшипника. Корпуса подшипников установлены в отверстиях крышек 2 корпуса 1 распределителя и снабжены фланцами, которыми они закреплены на крышках с помощью шпилек 23. Наружные диски 11 выполнены большего диаметра, чем диаметр цилиндрических цапф 18, так что у основания образуется кольцевой выступ 24, перекрывающий в открытом положении клапана корпус 22 подшипника. On the outer disks 11 from the outside, both on the bases aligned with the rod, hollow cylindrical pins 18 mounted in plain bearings are rigidly fixed (welded). The bearings consist of a sleeve 19 with a flange 20. The flange with the help of pins 21 is attached to the end of the bearing housing 22. Bearing housings are installed in the holes of the covers 2 of the distributor housing 1 and are equipped with flanges, which they are fixed to the covers with the help of pins 23. The outer disks 11 are made of a larger diameter than the diameter of the cylindrical pins 18, so that an annular protrusion 24 is formed at the base, overlapping in the open position valve housing 22 bearings.

На конце штока 10 с одной стороны выполнен хвостик, на котором на резьбе закреплена проушина 25 для соединения с тяговым органом штока (например, с электромагнитом). Для крепления распределителя на твердом основании на цилиндрическом корпусе 1 выполнены опорные лапы 26. On the end of the rod 10, on one side, a tail is made on which an eye 25 is fixed to the thread for connection with a rod traction member (for example, with an electromagnet). For mounting the distributor on a solid base on a cylindrical body 1, support legs 26 are made.

При работе распределителя шток 10 занимает крайнее правое или крайнее левое положение. Если шток занимает правое положение, то левый клапан, как это показано на фиг. 1, закрыт, а правый открыт. Жидкость через подводящий патрубок 3, полость между перегородками 6, отверстие в правой перегородке 6 и распределительный патрубок 5 направляется в трубопровод, соединенный с этим патрубком. Если жидкость необходимо подать через распределительный патрубок 4 в другой трубопровод, шток 10 перемещают в крайнее левое положение. При этом правый клапан закрывается, а левый открывается. During operation of the distributor, the stem 10 is in the extreme right or leftmost position. If the stem is in the right position, then the left valve, as shown in FIG. 1, closed, and the right one is open. The fluid through the inlet pipe 3, the cavity between the partitions 6, the hole in the right partition 6 and the distribution pipe 5 is directed into the pipeline connected to this pipe. If the fluid must be supplied through the distribution pipe 4 to another pipe, the rod 10 is moved to the leftmost position. In this case, the right valve closes, and the left opens.

Благодаря применению полых цилиндрических цапф 18 большого диаметра обеспечивается высокая устойчивость и строгая соосность штока с клапанами относительно цилиндрического корпуса 1 и соответственно строгая параллельность плоских контактных поверхностей седел 8 и уплотнительных колец 13 клапанов при их относительно больших диаметрах. Так, наружный диаметр уплотнительных колец 13 в двухпозиционных распределителях, применяемых в системе оборотного цикла очистки загрязненной окалиной воды широкополосного стана "2000" горячей прокатки ОАО "Северсталь" (г. Череповец), составляет 760 мм; наружный диаметр цапф 18 равен 620 мм; внутренний диаметр вставки 7 цилиндрического корпуса 1 - 1150 мм. Это способствует повышению герметичности клапанной системы распределителя, уменьшению износа клапанов и повышению надежности распределителя. Thanks to the use of hollow cylindrical trunnions 18 of large diameter, high stability and strict alignment of the stem with the valves with respect to the cylindrical body 1 and, accordingly, strict parallelism of the flat contact surfaces of the seats 8 and the sealing rings 13 of the valves with their relatively large diameters are ensured. So, the outer diameter of the O-rings 13 in the on-off valves used in the reverse cycle cleaning system for the polluted water of the broadband mill “2000” of hot rolling of Severstal OJSC (Cherepovets) is 760 mm; the outer diameter of the pins 18 is 620 mm; the inner diameter of the insert 7 of the cylindrical body 1 - 1150 mm This helps to increase the tightness of the valve system of the distributor, reduce valve wear and increase the reliability of the distributor.

Конструкция распределителя обеспечивает возможность применения клапанов практически неограниченного диаметра, т.е. возможность использования распределителя для транспортировки больших объемов загрязненной жидкости с высокой производительностью, например в системах водозаборов из морей и рек для снабжения водой городского хозяйства и промышленных предприятий, в оборотных циклах очистки загрязненной окалиной воды и др. The design of the valve makes it possible to use valves of almost unlimited diameter, i.e. the possibility of using a dispenser for transporting large volumes of contaminated liquid with high productivity, for example, in water intake systems from the seas and rivers to supply water to municipal enterprises and industrial enterprises, in reverse cycles of purification of contaminated water scale, etc.

В открытом положении клапанов кольцевые выступы 24 на наружных дисках 11 играют роль отбойников, защищающих подшипники скольжения - пары трения цилиндрическая цапфа 18 - втулка 19 от прямого воздействия на них потока загрязненной жидкости. В зоне между выступом 24 и торцевой крышкой 2 при проходе жидкости возникает пониженное давление, отсасывающее из этой зоны твердые частицы и уменьшающее их воздействие на подшипник. Это способствует уменьшению износа подшипников и также повышает надежность распределителя. In the open position of the valves, the annular protrusions 24 on the outer disks 11 play the role of chippers protecting the sliding bearings — friction pairs cylindrical pin 18 — sleeve 19 from direct exposure to the flow of contaminated liquid. In the area between the protrusion 24 and the end cap 2, when the fluid passes, a reduced pressure arises, which sucks out solid particles from this zone and reduces their impact on the bearing. This helps to reduce bearing wear and also improves valve reliability.

Узлы крепления клапанов с помощью гаек 16 и контргаек 17 на штоке расположены внутри цилиндрических цапф 18. Это делает распределитель компактным, предохраняет крепежные узлы от внешних повреждений и также способствует повышению его надежности. The attachment points of the valves with nuts 16 and locknuts 17 on the rod are located inside the cylindrical trunnions 18. This makes the distributor compact, protects the mounting components from external damage and also improves its reliability.

Таким образом, двухпозиционный распределитель обеспечивает достижение поставленной цели изобретения и может быть рекомендован для широкого использования в системах транспортировки воды, загрязненной твердыми взвешенными частицами. Thus, a two-position dispenser ensures the achievement of the stated objective of the invention and can be recommended for widespread use in systems for transporting water contaminated with solid suspended particles.

Claims

A two-position valve comprising a cylindrical body closed by end caps, a central supply and side distribution pipes, a movable stem with valves and valve seats, characterized in that the valve seats are made with flat contact surfaces and are fixed in the internal partitions of the body, between which a cylindrical insert is installed, the partitions are located on both sides of the central supply pipe, the valves are rounded on the stem perpendicular to its axis and are made in the form of a disk top — of the outer and inner discs mounted on the rod, O-rings are installed between the discs and interact with the seats on their flat surfaces. Hollow cylindrical axles mounted in plain bearings mounted in the housing covers are rigidly fixed to the outer discs, coaxially with the stem. while the outer disks are made of a larger diameter than the outer diameter of the cylindrical trunnions.