RU2182997C2 - Disc rotary valve - Google Patents

Disc rotary valve Download PDF

Info

Publication number
RU2182997C2
RU2182997C2 RU99122574A RU99122574A RU2182997C2 RU 2182997 C2 RU2182997 C2 RU 2182997C2 RU 99122574 A RU99122574 A RU 99122574A RU 99122574 A RU99122574 A RU 99122574A RU 2182997 C2 RU2182997 C2 RU 2182997C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
thread
cylinder
valve
piston
lever
Prior art date
Application number
RU99122574A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU99122574A (en
Inventor
Г.А. Голубев
Г.И. Конаков
Е.В. Маркина
Ю.А. Плохов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение энергетического машиностроения имени академика В.П. Глушко"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение энергетического машиностроения имени академика В.П. Глушко" filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение энергетического машиностроения имени академика В.П. Глушко"
Priority to RU99122574A priority Critical patent/RU2182997C2/en
Publication of RU99122574A publication Critical patent/RU99122574A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2182997C2 publication Critical patent/RU2182997C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Mechanically-Actuated Valves (AREA)

Abstract

FIELD: shutters with rotary shut-off members used in systems for controlling flowrate of gas or liquid in different types of power generation equipment. SUBSTANCE: disc rotary valve includes hollow body having inlet and outlet ports, seat, shut-off member in the form of disc engaging with seat, mechanism in the form of cylinder-piston unit for moving shut-off member. Cylinder-piston unit is joined by means of joint-lever transmission with shut-off member. Cylinder-piston unit is controlled by means of system for applying controlling regulated pressure from outer source. Mechanism for moving shut-off member has two identical cylinder-piston units, both units are arranged diametrically opposite on valve body in plane normal relative to valve axis. Joint-lever transmission has at least two tension-compression springs secured symmetrically relative to valve axis at one side to disc and at other side - to rods. One rod has portion with lead non- self-braking thread engaging with reciprocal thread of body. Piston stroke in cylinder and lead angle of rod thread are mutually related by expression
Figure 00000002
, where Ψ - lead angle of thread; dm - mean diameter of thread; Δ - piston stroke from position "Closed" to position "Open" at rotation of disc by angle π/2, equal to Δ = a(sinβ-sinα), where a -length of lever of joint-lever transmission, α,β - angles between lever and valve axis in positions "Closed" and "Open" respectively. EFFECT: simplified design of disc valve. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетического машиностроения, в частности к задвижкам с поворотными запорными элементами, и может быть использовано в системах регулирования расходов газа или жидкости в различных типах энергетического оборудования. The invention relates to the field of power engineering, in particular to valves with rotary locking elements, and can be used in systems for regulating the flow of gas or liquid in various types of power equipment.

Известно устройство (см. авт. св. СССР 452708, кл. F 16 К 31/44, заявл. 04.05.73, опубл. 05.12.74), содержащее корпус с седлом, размещенный внутри корпуса поворотный диск-заслонку, шарнирно-рычажный механизм поворота диска на угол π/2, связанный с диском посредством герметичного сильфонного ввода, работающего в режиме качания, и средство управления механизмом поворота в виде цилиндра с поршнем. A device is known (see ed. St. USSR 452708, class F 16 K 31/44, application 04.05.73, publ. 05.12.74) comprising a housing with a saddle, a rotary disk-shutter, articulated lever located inside the housing a disk rotation mechanism through an angle π / 2, connected to the disk by means of a hermetic bellows input operating in the swing mode, and a rotation mechanism control means in the form of a cylinder with a piston.

Недостатком указанного устройства является наличие сильфонного ввода, являющегося элементом ненадежности и делающего конструкцию нетехнологичной. Кроме того, устройство не обеспечивает надежного разделения полостей при закрытом клапане. The disadvantage of this device is the presence of a bellows input, which is an element of unreliability and makes the design low-tech. In addition, the device does not provide reliable separation of the cavities with the valve closed.

Известен клапан (см. заявку Японии 48-36529, кл. 66 А 6, заявл. 02.11.70 г., опубл. 05.11.73 г.), включающий корпус с седлом, выполненным под углом к оси клапана, контактирующий с седлом поворотный диск, шарнирно-рычажный механизм поворота диска с ползуном, размещенным в стенке корпуса, перпендикулярно к его оси с возможностью радиального перемещения под действием внешнего устройства. A known valve (see Japanese application 48-36529, class 66 A 6, decl. 02.11.70, publ. 05.11.73), including a housing with a seat made at an angle to the axis of the valve in contact with the seat rotary a disk, a pivot-lever mechanism for turning the disk with a slider located in the wall of the housing, perpendicular to its axis with the possibility of radial movement under the action of an external device.

Недостатком устройства является наличие контакта диска с седлом в плоскости, ориентированной под углом к оси клапана, что приводит к необходимости иметь разъемный корпус с фланцевым соединением его частей под тем же углом, что усложняет конструкцию. The disadvantage of this device is the presence of disk contact with the seat in a plane oriented at an angle to the axis of the valve, which leads to the need to have a detachable body with a flange connection of its parts at the same angle, which complicates the design.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое устройство, является разработка конструкции, позволяющей устранить указанные выше недостатки. The technical problem, the solution of which the proposed device is aimed at, is the development of a design that allows to eliminate the above disadvantages.

Технический результат от использования предлагаемого устройства заключается в упрощении конструкции, а следовательно, в повышении надежности и долговечности устройства, в возможности регулирования угла поворота запорного органа и его фиксирования в определенный промежуток времени, что дает возможность проводить различного рода испытания систем регулирования расходов газа или жидкости. The technical result from the use of the proposed device is to simplify the design, and therefore, to increase the reliability and durability of the device, the ability to control the angle of rotation of the locking member and its fixation in a certain period of time, which makes it possible to carry out various kinds of tests of gas or liquid flow control systems.

Средство достижения указанного технического результата состоит в том, что в известном устройстве, включающем полый корпус с входным и выходным отверстиями, а также седлом, взаимодействующий с седлом запорный орган в форме диска, механизм перемещения запорного органа, выполненный в виде цилиндропоршневого устройства, связанного посредством шарнирно-рычажной передачи с запорным органом, и систему подвода управляющего регулируемого давления в цилиндропоршневое устройство от внешнего источника, механизм перемещения запорного органа выполнен в виде двух одинаковых цилиндропоршневых устройств, расположенных диаметрально противоположно на корпусе в плоскости, перпендикулярной оси клапана, а шарнирно-рычажная передача снабжена как минимум двумя пружинами растяжения-сжатия, закрепленными симметрично относительно оси клапана с одной стороны на диске, а с другой - на штоках, причем на одном из штоков выполнен участок с ходовой не самотормозящейся резьбой, взаимодействующей с ответной резьбой корпуса, при этом ход поршня в цилиндре и угол подъема резьбы на штоке связаны соотношением

Figure 00000003

где Ψ - угол подъема резьбы;
dср - средний диаметр резьбы;
Δ - ход поршня из положения "Закрыто" в положение "Открыто" при повороте диска на угол π/2, который равен
Δ = a(sinβ-sinα),
где a - длина рычага шарнирно-рычажной передачи;
α,β - соответственно углы между рычагом и осью клапана в положении "Закрыто" и "Открыто".The means for achieving the indicated technical result consists in the fact that in the known device, comprising a hollow body with inlet and outlet openings, as well as a saddle, a locking element in the form of a disk interacting with the saddle, a locking mechanism for moving the locking element, made in the form of a cylinder-piston device, hinged - a lever gear with a locking body, and a controlled pressure supply system to the piston cylinder from an external source, the locking mechanism moves you It is made in the form of two identical cylinder-piston devices located diametrically opposite on the body in a plane perpendicular to the valve axis, and the linkage is equipped with at least two tension-compression springs mounted symmetrically relative to the valve axis on one side of the disk and on the other on rods, moreover, on one of the rods there is a section with a non-self-braking running thread interacting with the reciprocal thread of the housing, while the piston stroke in the cylinder and the angle of thread rise on the rod are connected with numbing
Figure 00000003

where Ψ is the angle of the thread;
d cf - the average diameter of the thread;
Δ is the piston stroke from the "Closed" position to the "Open" position when the disk is rotated by an angle π / 2, which is equal to
Δ = a (sinβ-sinα),
where a is the length of the lever articulated gear;
α, β - respectively the angles between the lever and the valve axis in the "Closed" and "Open" positions.

Доказательство достижения технического результата будет рассмотрено ниже. Proof of the achievement of the technical result will be discussed below.

Существо конструкции поясняется фиг. 1 (продольный разрез, положение "Закрыто") и фиг.2 (сечение по А-А на фиг.1, положение "Открыто"). The essence of the construction is illustrated in FIG. 1 (longitudinal section, closed position) and FIG. 2 (section along AA in FIG. 1, open position).

Клапан состоит из полого корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 отверстиями, а также седлом 4. Запорный орган выполнен в форме диска 5, взаимодействующего с седлом 4 по сферической поверхности. На диске 5 может быть дополнительно установлен уплотнительный элемент 6, например резиновое кольцо. Механизм перемещения диска 5 включает два одинаковых и расположенных диаметрально противоположно на корпусе 1 в плоскости, перпендикулярной оси клапана, цилиндропоршневых устройства, состоящих каждое из цилиндра 7, поршня 8 и штока 9. Ход поршня 8 регулируется плоскими шайбами 10, которые, кроме того, будучи выполненными из эластичного материала, могут играть роль амортизаторов, а также позволяют обеспечивать необходимое для герметизации диска 5 по седлу 4 контактное усилие. Подпоршневая и надпоршневая полости цилиндров 7 сообщены посредством штуцеров 11 с внешней системой управляющего регулируемого давления (на фиг.1 и 2 не показана). Штоки 9 посредством рычагов 12 шарнирно связаны с центром 13 диска 5. Положение диска 5 параллельно оси штоков обеспечивается как минимум двумя пружинами 14 растяжения-сжатия, расположенными симметрично относительно оси клапана с одной стороны на диске 5, а с другой - на штоках 9. The valve consists of a hollow body 1 with an inlet 2 and an outlet 3 openings, as well as a seat 4. The locking element is made in the form of a disk 5, interacting with the seat 4 on a spherical surface. A sealing element 6, for example, a rubber ring, can be additionally mounted on the disk 5. The mechanism of movement of the disk 5 includes two identical and diametrically opposed on the housing 1 in a plane perpendicular to the axis of the valve cylinder-piston devices, each consisting of a cylinder 7, a piston 8 and a rod 9. The stroke of the piston 8 is regulated by flat washers 10, which, in addition, being made of elastic material, can play the role of shock absorbers, and also provide the necessary contact force for sealing the disk 5 along the saddle 4. The under-piston and over-piston cavities of the cylinders 7 are communicated by means of fittings 11 with an external control variable pressure system (not shown in FIGS. 1 and 2). The rods 9 through levers 12 are pivotally connected to the center 13 of the disk 5. The position of the disk 5 parallel to the axis of the rods is provided by at least two tension-compression springs 14 located symmetrically with respect to the valve axis on one side of the disk 5 and on the other on the rods 9.

На одном из штоков выполнен участок 15 с ходовой несамотормозящейся резьбой, взаимодействующей с ответной резьбой 16 на корпусе 1. При этом геометрические параметры рычагов 12, их расположение относительно оси в фазах "Закрыто" и "Открыто", а также характеристики резьбы участка 15 удовлетворяют соотношениям:

Figure 00000004

Δ = a(sinβ-sinα),
где Ψ - угол подъема резьбы;
4Δ - шаг резьбы;
dср - средний диаметр резьбы;
Δ - ход поршня 8 из положения "Закрыто" в положение "Открыто" в цилиндрах 7 при повороте диска 5 на угол π/2;
a - длина рычага 12;
α,β - соответственно углы между рычагом 12 и осью клапана в положениях "Закрыто" и "Открыто".On one of the rods, a section 15 is made with a non-self-locking running thread interacting with a counter thread 16 on the housing 1. Moreover, the geometric parameters of the levers 12, their location relative to the axis in the “Closed” and “Open” phases, as well as the characteristics of the thread of section 15 satisfy the relations :
Figure 00000004

Δ = a (sinβ-sinα),
where Ψ is the angle of the thread;
4Δ - thread pitch;
d cf - the average diameter of the thread;
Δ is the piston stroke 8 from the "Closed" position to the "Open" position in the cylinders 7 when the disk 5 is rotated by an angle π / 2;
a is the length of the lever 12;
α, β are respectively the angles between the lever 12 and the valve axis in the "Closed" and "Open" positions.

Из фиг.1 и 2 следует, что b = a•sinα; b1= a•sinβ; Δ = b1•b.
Устройство работает следующим образом.From figures 1 and 2 it follows that b = a • sinα; b 1 = a • sinβ; Δ = b 1 • b.
The device operates as follows.

При подводе через штуцер 11 давления под поршни 8 последние перемещаются в цилиндрах 7 до упора на величину Δ, что соответствует повороту резьбового участка 15, штоков 9 и поршней 8 на угол π/2. Это обеспечивается указанными выше геометрическими соотношениями деталей. Углы между рычагами 12 и осью клапана увеличиваются от α до β (фиг.1 и 2). При этом пружины удерживают диск 5 от поворота относительно оси центра 13, диск 5 в любой момент его перекладки остается параллельным оси перемещения штоков 9 и поршней 8. Диск 5 поворачивается точно на угол π/2, открывая клапан. Закрытие клапана производится путем подачи давления в цилиндр 7 через другой штуцер 11. При этом детали 8, 9, 10, а также участок 15 поворачиваются, благодаря наличию в корпусе 1 резьбы 16. Штоки 9 сближаются, рычаги 12 приближаются к оси клапана, углы β уменьшаются до значения α. Диск 5 упирается в седло 4 - клапан "Закрыт". When supplying pressure through the nozzle 11 under the pistons 8, the latter move in the cylinders 7 to the stop by Δ, which corresponds to the rotation of the threaded section 15, rods 9 and pistons 8 by an angle π / 2. This is ensured by the above geometric relationships of the parts. The angles between the levers 12 and the axis of the valve increase from α to β (Figs. 1 and 2). In this case, the springs keep the disk 5 from turning relative to the axis of the center 13, the disk 5 at any time of its shifting remains parallel to the axis of movement of the rods 9 and pistons 8. The disk 5 rotates exactly at the angle π / 2, opening the valve. The valve is closed by applying pressure to the cylinder 7 through another fitting 11. In this case, the parts 8, 9, 10, as well as the section 15 are rotated due to the presence of the thread 16. The rods 9 are brought together, the levers 12 approach the axis of the valve, angles β decrease to α. Disc 5 rests on the seat 4 - valve "Closed".

Возможность создания конструкции клапана с указанным выше соотношением размеров может быть подтверждена примером расчета. The possibility of creating a valve design with the above aspect ratio can be confirmed by an example of calculation.

Так, для резьбы с dср=2 см при длине рычага а=6 см и положениях рычагов 12 при α = 30° и β = 60°,
получим в=аsin30o=6•0,5=3 см;
b1= αsinβ = 6•0,866 = 5,2 см;
Δ = b1- b2= 2,2 см.
Тогда

Figure 00000005

Условие не самоторможения резьбы, как известно, может быть выражено неравенством Ψ>ρ,
где ρ = arc•tgf - угол трения;
f - коэффициент трения в резьбе f ≃ 0,1...0,3 (см. кн.: И.А.Биргер, Г.Б. Иосилевич. Резьбовые соединения, М.: Машиностроение, 1973, табл. 79).So, for threads with d av = 2 cm with a lever length of a = 6 cm and the positions of the levers 12 at α = 30 ° and β = 60 ° ,
we get in = asin30 o = 6 • 0.5 = 3 cm;
b 1 = αsinβ = 6 • 0.866 = 5.2 cm;
Δ = b 1 - b 2 = 2.2 cm
Then
Figure 00000005

The condition of non-self-braking of the thread, as is known, can be expressed by the inequality Ψ> ρ,
where ρ = arc • tgf is the angle of friction;
f is the coefficient of friction in the thread f ≃ 0.1 ... 0.3 (see book: I. A. Birger, G. B. Iosilevich. Threaded connections, M .: Engineering, 1973, table 79).

В этом случае ρ ≃ 6...16°, т.е. меньше Ψ.кIn this case, ρ ≃ 6 ... 16 ° , i.e. less than Ψ.k

Claims (1)

Дисковый поворотный клапан, включающий полый корпус с входным и выходным отверстиями, а также седлом, взаимодействующий с седлом запорный орган в форме диска, механизм перемещения запорного органа, выполненный в виде цилиндропоршневого устройства, связанного посредством шарнирно-рычажной передачи с запорным органом, и систему подвода управляющего регулируемого давления в цилиндропоршневое устройство от внешнего источника, отличающийся тем, что механизм перемещения запорного органа выполнен в виде двух одинаковых цилиндропоршневых устройств, расположенных диаметрально противоположно на корпусе в плоскости, перпендикулярной оси клапана, а шарнирно-рычажная передача снабжена как минимум двумя пружинами растяжения-сжатия, закрепленными симметрично относительно оси клапана с одной стороны на диске, а с другой - на штоках, причем на одном из штоков выполнен участок с ходовой несамотормозящейся резьбой, взаимодействующей с ответной резьбой корпуса, при этом ход поршней в цилиндре и угол подъема резьбы на штоке связаны соотношением
Figure 00000006

где Ψ - угол подъема резьбы;
dср - средний диаметр резьбы;
Δ - ход поршня из положения "Закрыто" в положение "Открыто" при повороте диска на угол π/2, который равен
Δ = a(sinβ-sinα),
где а - длина рычага шарнирно-рычажной передачи;
α, β - соответственно углы между рычагом и осью клапана в положении "Закрыто" и "Открыто".A disk rotary valve, comprising a hollow body with inlet and outlet openings, as well as a saddle, a disk-shaped locking element interacting with the saddle, a locking body displacement mechanism made in the form of a piston-cylinder device connected by an articulated lever transmission with a locking body, and a supply system control adjustable pressure into the cylinder-piston device from an external source, characterized in that the mechanism for moving the locking element is made in the form of two identical cylinder-piston devices located diametrically opposite on the body in a plane perpendicular to the axis of the valve, and the articulated link gear is equipped with at least two tension-compression springs, mounted symmetrically relative to the axis of the valve on one side of the disk and on the other on the rods, and on one of of the rods, a section with a non-self-braking running thread interacting with the reciprocal thread of the housing is made, while the piston stroke in the cylinder and the angle of thread rise on the rod are related by the relation
Figure 00000006

where Ψ is the angle of the thread;
d cf - the average diameter of the thread;
Δ is the piston stroke from the "Closed" position to the "Open" position when the disk is rotated through an angle π / 2, which is equal to
Δ = a (sinβ-sinα),
where a is the length of the lever articulated gear;
α, β are respectively the angles between the lever and the valve axis in the "Closed" and "Open" positions.
RU99122574A 1999-10-26 1999-10-26 Disc rotary valve RU2182997C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99122574A RU2182997C2 (en) 1999-10-26 1999-10-26 Disc rotary valve

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99122574A RU2182997C2 (en) 1999-10-26 1999-10-26 Disc rotary valve

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99122574A RU99122574A (en) 2001-08-10
RU2182997C2 true RU2182997C2 (en) 2002-05-27

Family

ID=20226275

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99122574A RU2182997C2 (en) 1999-10-26 1999-10-26 Disc rotary valve

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2182997C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2765633C1 (en) * 2020-11-30 2022-02-01 Дмитрий Семёнович Потапов Gate valve
RU2783741C1 (en) * 2022-01-12 2022-11-16 Константин Владимирович Петрочук Wedgeless parallel gate valve for locking devices
CN117515179A (en) * 2024-01-05 2024-02-06 瑞星久宇燃气设备（成都）有限公司 Asynchronous lever structure voltage regulator and parameter acquisition method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2765633C1 (en) * 2020-11-30 2022-02-01 Дмитрий Семёнович Потапов Gate valve
RU2783741C1 (en) * 2022-01-12 2022-11-16 Константин Владимирович Петрочук Wedgeless parallel gate valve for locking devices
CN117515179A (en) * 2024-01-05 2024-02-06 瑞星久宇燃气设备（成都）有限公司 Asynchronous lever structure voltage regulator and parameter acquisition method
CN117515179B (en) * 2024-01-05 2024-04-02 瑞星久宇燃气设备（成都）有限公司 Asynchronous lever structure voltage regulator and parameter acquisition method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4682755A (en) Mechanical control system in flow devices
US4436280A (en) Valve actuator mechanism for lift-turn type valves
CA2047437C (en) Shaft locking or manual operating apparatus
US5618027A (en) Gate valve
US3591127A (en) Butterfly valve structure with combined translation and rotary movements
EP0400846B1 (en) Valves for fluids
US4658857A (en) Control valve with split disc
RU2182997C2 (en) Disc rotary valve
US4925154A (en) Gate valve with supplemental actuator
SU1033014A3 (en) Actuator for shut-off device
US2719022A (en) Valves
US6027098A (en) Rotary valve
US4736772A (en) Sanitary valve
CN108351043B (en) Vacuum angle valve with slide way driving mechanism
KR101407905B1 (en) A piston type opening and closing valve with a linear flow path
AU718644B2 (en) Valve
US3385562A (en) Angle cock
EP0994284B1 (en) Pneumatic actuator with non round cross-sectioned pistons
RU2239113C2 (en) Stop valve
RU2160861C1 (en) Cut-off valve
RU2781736C1 (en) Rotary pneumatic drive
JP3626857B2 (en) Joint fixation mechanism
JPS63266202A (en) Rotation type working cylinder
US3440931A (en) Deacceleration valve
RU2100680C1 (en) Valving head