RU2217638C2

RU2217638C2 - Rotary check valve

Info

Publication number: RU2217638C2
Application number: RU2001125881A
Authority: RU
Inventors: С.Д. Циммерман; Ю.Л. Лукашенко; Н.А. Брусницын; Л.А. Кудинов; В.М. Луканов
Original assignee: ОАО "Калужский турбинный завод"
Priority date: 2001-09-21
Filing date: 2001-09-21
Publication date: 2003-11-27

Abstract

FIELD: gas pipeline systems. SUBSTANCE: invention relates to pipeline valves and fittings and is designed for use on compressor stations of gas mains. Proposed rotary check valve contains valve body, rotary plate secured on valve shaft and turning between closed and open positions relative to pass channel, an hydraulic rotary damper. Two fixed separating partitions are installed in damper housing and damper shaft with fitted- on two rotary blades. Variable-volume working spaces of damper formed by separating partitions and rotary blades and filled with damping liquid are combined into pairs are placed in communication through throttling device. The latter controls time of closing (opening) of rotary plate. Shaft of damper is connected with shaft of valve. Additional adjustable damper liquid bypass channel is found between working spaces of damper. Area of opening of said channel depends on angle of turning of damper blades so that in zones close to closed and open positions of rotary plate of valve it is equal to zero. EFFECT: improved reliability and service life rotary check valves with hydraulic damper. 2 dwg

Description

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано на компрессорных станциях магистральных газопроводов. The invention relates to valves and can be used at compressor stations of gas pipelines.

Известны клапаны обратные поворотные с газовым демпфером (см. "Справочник по арматуре для газо- и нефтепродуктов". - Л.: Недра, 1988 г., стр.147-149). Known check valves with a gas damper (see "Handbook of fittings for gas and oil products." - L .: Nedra, 1988, pp. 147-149).

Недостатком этого клапана является малый коэффициент демпфирования газового демпферного устройства и, как результат, ударный характер закрытия (открытия) клапана, а также пульсация клапана в открытом положении. The disadvantage of this valve is the low damping coefficient of the gas damper device and, as a result, the impact nature of the valve closing (opening), as well as the valve pulsation in the open position.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению (прототипом) является клапан обратный поворотный с гидравлическим поворотным демпфером (см. US 4286621 А, кл. F 16 К 1/20, 01.09.1981), который содержит корпус клапана, поворотную тарелку, закрепленную на валу клапана и поворачивающуюся между закрытым и открытым положениями проточного канала, и гидравлический поворотный демпфер, в корпусе которого размещены две неподвижные разделительные перегородки и вал демпфера с закрепленными на нем двумя поворотными лопастями. При этом рабочие полости демпфера переменного объема, образованные разделительными перегородками и поворотными лопастями и заполненные демпферной жидкостью, попарно объединены и сообщаются между собой через дроссельное устройство, за счет которого настраивается характеристика гидравлического демпфера, обеспечивающая необходимое время перемещения поворотной тарелки клапана на полный ход и фильтрацию высокочастотных пульсаций давления газового потока. Вал демпфера соединен с валом клапана, находящимся в выходной полости клапана, а рабочие полости демпфера и выходная полость обратного клапана разделены по валу при помощи разделительного уплотнения. The closest in technical essence to the claimed invention (prototype) is a rotary check valve with a hydraulic rotary damper (see US 4286621 A, class F 16 K 1/20, 09/01/1981), which contains a valve body, a rotary plate mounted on the valve shaft and turning between the closed and open positions of the flow channel, and a hydraulic rotary damper, in the body of which two stationary dividing partitions and a damper shaft with two rotary blades fixed on it are placed. In this case, the working cavity of the damper of variable volume, formed by dividing baffles and rotary blades and filled with damper fluid, are pairwise combined and communicate with each other through a throttle device, due to which the characteristic of the hydraulic damper is adjusted, which provides the necessary time for the rotary valve plate to move to full stroke and filter high-frequency pulsations of gas flow pressure. The damper shaft is connected to the valve shaft located in the outlet cavity of the valve, and the working cavity of the damper and the outlet cavity of the non-return valve are separated along the shaft by means of a separation seal.

Недостатком прототипа является то, что наличие на обратном поворотном клапане гидравлического демпфера существенно снижает чувствительность обратного поворотного клапана к перемене направления движения газа ввиду появления дополнительных сил сопротивления вращению в виде разделительного уплотнения и демпферной жидкости. The disadvantage of the prototype is that the presence on the check valve of a hydraulic damper significantly reduces the sensitivity of the check valve to change the direction of gas movement due to the appearance of additional forces of resistance to rotation in the form of a separation seal and damper fluid.

Это может привести к неполному закрытию клапана или к появлению при закрытии значительного дополнительного крутящего момента на валу клапана от действия на поворотную тарелку перепада давления обратного потока газа тем большего, чем больше время закрытия клапана, что, при увеличивающемся сопротивлении вращению, может привести к значительным деформациям и поломке демпфера. This can lead to incomplete closing of the valve or to the appearance of a significant additional torque on the valve shaft due to the action of the reverse gas flow differential pressure on the rotary plate, the larger the longer the valve closes, which, with increasing resistance to rotation, can lead to significant deformations and damage to the damper.

Задачей изобретения является повышение надежности и ресурса работы клапанов обратных поворотных с гидравлическим демпфером путем создания конструкции, лишенной недостатков прототипа. The objective of the invention is to increase the reliability and service life of check valves with a hydraulic damper by creating a design devoid of the disadvantages of the prototype.

Технический результат заключается в том, что клапан обратный поворотный с гидравлическим поворотным демпфером содержит корпус клапана, поворотную тарелку, закрепленную на валу клапана и поворачивающуюся между закрытым и открытым положениями проточного канала, и гидравлический поворотный демпфер, в корпусе которого размещены две неподвижные разделительные перегородки и вал демпфера с закрепленными на нем двумя поворотными лопастями. При этом рабочие полости демпфера переменного объема, образованные разделительными перегородками и поворотными лопастями и заполненные демпферной жидкостью, попарно объединены и сообщаются между собой через дроссельное устройство, за счет которого настраивается характеристика гидравлического демпфера, обеспечивающая необходимое время перемещения поворотной тарелки клапана на полный ход и фильтрацию высокочастотных пульсаций давления газового потока. Вал демпфера соединен с валом поворотной тарелки, находящимся в выходной полости клапана, а рабочие полости демпфера и выходная полость обратного клапана разделены по валу при помощи разделительного уплотнения. The technical result consists in that a rotary check valve with a hydraulic rotary damper comprises a valve body, a rotary plate fixed to the valve shaft and rotated between the closed and open positions of the flow channel, and a hydraulic rotary damper, in the housing of which are two stationary dividing partitions and a shaft damper with two rotary blades fixed on it. In this case, the working cavity of the damper of variable volume, formed by dividing baffles and rotary blades and filled with damper fluid, are pairwise combined and communicate with each other through a throttle device, due to which the characteristic of the hydraulic damper is adjusted, which provides the necessary time for the rotary valve plate to move to full stroke and filter high-frequency pulsations of gas flow pressure. The damper shaft is connected to the shaft of the swivel plate located in the outlet cavity of the valve, and the working cavities of the damper and the outlet cavity of the check valve are separated along the shaft by means of a separation seal.

Новым является то, что между рабочими полостями демпфера введен дополнительный регулируемый канал перепуска демпферной жидкости, площадь открытия которого зависит от угла поворота поворотных лопастей демпфера так, что в зонах, близких к конечным положениям поворотной тарелки клапана, она равна нулю, то есть канал закрыт при полностью открытом и полностью закрытом положениях поворотной тарелки клапана и в зонах, близких к ним (рабочих зонах), и открывается, а затем закрывается на определенных углах поворота лопастей демпфера при выходе из этих зон. What is new is that between the working cavities of the damper an additional adjustable channel for bypassing the damper fluid is introduced, the opening area of which depends on the angle of rotation of the rotary blades of the damper so that it is equal to zero in zones close to the end positions of the rotary valve plate, i.e. the channel is closed when fully open and fully closed positions of the valve swivel plate and in areas close to them (working areas), and opens, and then closes at certain angles of rotation of the damper blades at the exit and these zones.

В результате этого клапан обратный поворотный с гидравлическим поворотным демпфером приобретает следующие новые свойства:
чувствительность поворотной тарелки к перемене направления движения газа в нерабочей зоне повышается;
поворотная тарелка, встречая меньшее сопротивление со стороны рабочей жидкости, проходит нерабочую зону быстрее, в результате чего образующийся на ней перепад давления от обратного потока газа и крутящий момент на валу от перепада давления уменьшаются.As a result of this, a check valve with a hydraulic swing damper acquires the following new properties:
the sensitivity of the turntable to a change in the direction of gas movement in the inoperative zone increases;
the rotary plate, meeting less resistance from the side of the working fluid, passes the non-working zone faster, as a result of which the pressure drop formed on it from the reverse gas flow and the torque on the shaft from the pressure drop are reduced.

Конструкция предлагаемого устройства приведена на фиг.1, на фиг.2 - разрез по А-А на фиг. 1. The design of the proposed device is shown in figure 1, figure 2 is a section along aa in fig. 1.

Устройство содержит корпус клапана 1, поворотную тарелку 2, закрепленную на валу клапана 11 и поворачивающуюся между закрытым и открытым положениями проточного канала, и гидравлический поворотный демпфер, в корпусе 3 которого размещены две неподвижные разделительные перегородки 4 и вал демпфера 5 с закрепленными на нем двумя поворотными лопастями 7. При этом разделительные перегородки и поворотные лопасти образуют рабочие полости демпфера переменного объема 8, которые заполнены демпферной жидкостью, попарно объединены и сообщаются между собой через дроссельное устройство 10, за счет которого настраивается характеристика гидравлического демпфера, обеспечивающая необходимое время перемещения поворотной тарелки клапана на полный ход и фильтрацию высокочастотных пульсаций давления газового потока. Также как и в прототипе, вал демпфера соединен с валом клапана, находящимся в выходной полости 6 клапана, а рабочие полости демпфера и выходная полость клапана разделены по валу при помощи разделительного уплотнения 12. The device comprises a valve body 1, a rotary plate 2, mounted on the shaft of the valve 11 and pivoting between the closed and open positions of the flow channel, and a hydraulic rotary damper, in the housing 3 of which are two stationary dividing walls 4 and the damper shaft 5 with two rotary mounted on it blades 7. In this case, the dividing walls and rotary blades form the working cavity of the damper of variable volume 8, which are filled with a damper fluid, pairwise combined and communicate between oboj through throttling device 10, due to which the hydraulic damper is adjusted characteristic that provides the necessary time displacement rotary valve plate in the full stroke, and filtering of high frequency gas flow pressure pulsations. As in the prototype, the damper shaft is connected to the valve shaft located in the outlet cavity 6 of the valve, and the working cavity of the damper and the outlet cavity of the valve are separated along the shaft using a separation seal 12.

Отличительным признаком устройства является то, что между рабочими полостями демпфера введен дополнительный регулируемый канал 13 перепуска демпферной жидкости, входные 15 и выходные 16 отверстия которого расположены в корпусе демпфера по углу поворота поворотных лопастей так, что при нахождении поворотных лопастей демпфера вблизи конечных положений поворотной тарелки клапана (в рабочих зонах), они находятся в одной рабочей полости демпфера, и, следовательно, перепуск демпферной жидкости через дополнительный канал при повороте отсутствует. При нахождении поворотных лопастей демпфера вне этих рабочих зон входные и выходные отверстия дополнительного канала перепуска попадают в разные рабочие полости демпфера, открывая тем самым перепуск демпферной жидкости через дополнительный канал при повороте лопастей и уменьшая сопротивление их повороту, что повышает чувствительность поворотной тарелки к перемене направления движения газа в нерабочей зоне. Поворотная тарелка, встречая меньшее сопротивление со стороны рабочей жидкости, проходит нерабочую зону быстрее, в результате чего образующийся на ней перепад давления от обратного потока газа и крутящий момент на валу от перепада давления уменьшаются. A distinctive feature of the device is that between the working cavities of the damper, an additional adjustable damper fluid bypass channel 13 is introduced, the inlet 15 and 16 outlet of which are located in the damper body along the angle of rotation of the rotary blades so that when the rotary blades of the damper are located near the final positions of the rotary valve disc (in working areas), they are in the same working cavity of the damper, and therefore there is no bypass of the damper fluid through the additional channel during rotation uh. When the rotary blades of the damper are outside these working areas, the inlet and outlet openings of the additional bypass channel fall into different working cavities of the damper, thereby opening the bypass of the damper fluid through the additional channel when the blades rotate and reduce their resistance to rotation, which increases the sensitivity of the rotary plate to changing direction of movement gas in a non-working zone. The rotary plate, meeting less resistance from the side of the working fluid, passes the non-working zone faster, as a result of which the pressure drop formed on it from the reverse gas flow and the torque on the shaft from the pressure drop are reduced.

Дроссельное устройство 14 позволяет производить настройку времени движения поворотной тарелки клапана в нерабочей зоне. The throttle device 14 allows you to configure the time of movement of the rotary valve disc in the inoperative zone.

Благодаря использованию этого конструкторского решения обеспечивается повышение надежности и ресурса работы клапана обратного поворотного с гидравлическим поворотным демпфером, увеличивается межремонтный период и, тем самым, снижаются эксплуатационные расходы компрессорных станций магистральных газопроводов. Thanks to the use of this design solution, the reliability and service life of the check valve with a hydraulic rotary damper are increased, the overhaul period is increased, and thereby the operating costs of compressor stations of the main gas pipelines are reduced.

Claims

A rotary check valve, comprising a valve body, a rotary plate fixed to the valve shaft and pivoting between closed and open positions relative to the flow channel, and a hydraulic rotary damper, in the body of which are two stationary dividing walls and a damper shaft with two rotary blades fixed to it, while the working cavity of the damper of variable volume, formed by dividing walls and rotary blades and filled with a damper fluid, pairwise about are connected and communicate with each other through a throttle device that controls the closing (opening) time of the rotary plate, and the damper shaft is connected to the valve shaft, characterized in that an additional adjustable damper fluid bypass channel is introduced between the working cavities of the damper, the opening area of which depends on the rotation angle of the rotary the damper blades so that in areas close to the closed and open positions of the valve rotary disc, it is equal to zero.