RU2239113C2 - Stop valve - Google Patents

Stop valve Download PDF

Info

Publication number
RU2239113C2
RU2239113C2 RU2002128582/06A RU2002128582A RU2239113C2 RU 2239113 C2 RU2239113 C2 RU 2239113C2 RU 2002128582/06 A RU2002128582/06 A RU 2002128582/06A RU 2002128582 A RU2002128582 A RU 2002128582A RU 2239113 C2 RU2239113 C2 RU 2239113C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
disk
valve
sectors
disks
windows
Prior art date
Application number
RU2002128582/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002128582A (en
Inventor
В.В. Кошкин (RU)
В.В. Кошкин
М.П. Левицкий (RU)
М.П. Левицкий
Original Assignee
Кошкин Валентин Владимирович
Левицкий Михаил Петрович
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 Кошкин Валентин Владимирович, Левицкий Михаил Петрович filed Critical Кошкин Валентин Владимирович
Priority to RU2002128582/06A priority Critical patent/RU2239113C2/en
Publication of RU2002128582A publication Critical patent/RU2002128582A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2239113C2 publication Critical patent/RU2239113C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Mechanically-Actuated Valves (AREA)
  • Sliding Valves (AREA)

Abstract

FIELD: valving.
SUBSTANCE: stop valve has housing and actuator made of two interacting disks. The disk are provided with through ports which connect the inlet and outlet of the valve. One of the disks is fixedly mounted inside the housing. The second disk is cinematically coupled with the drive for setting it in rotation. The faces of the disks are divided into sectors. Alternate sectors are provided with through openings. The ports of the sectors of the movable disk interposed between the sectors with through ports of the unmovable disk receive gates. The gates are similar in shape to the through ports of the unmovable disk and provide the ports in the unmovable disk to be overlapped when movable disk rotates.
EFFECT: reduced sizes and power consumption.
5 cl, 4 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к трубопроводной арматуре и может найти широкое применение в теплоэнергетике, нефтяной, газовой, химической, металлургической и других отраслях промышленности для управления открытием и закрытием магистралей, особенно магистралей большого диаметра.The present invention relates to valves and can be widely used in the power industry, oil, gas, chemical, metallurgical and other industries for controlling the opening and closing of highways, especially large diameter highways.

Запорные клапаны широко используются в различных технологических процессах для управления рабочими средами. При этом они функционируют в широком диапазоне температур и давлений. Для управления магистралями диаметром до 200-300 мм наибольшее применение нашли различные конструкции шиберных задвижек, заслонок, шаровых кранов и вентилей.Shut-off valves are widely used in a variety of processes to control media. Moreover, they operate in a wide range of temperatures and pressures. To control highways with a diameter of up to 200-300 mm, various designs of slide gate valves, dampers, ball valves and valves have found the greatest application.

С увеличением диаметра магистралей до 800 мм и больше к используемым конструкциям относятся шиберные задвижки, заслонки и шаровые клапаны. Следует отметить, что для магистралей с диаметром 400-600 мм используется также конструкция клапана с исполнительным органом "седло-затвор" (патент US 6263905 В1, кл. F 16 K 31/34, 1997 г.). Клапан содержит корпус, исполнительный орган с уплотнительным элементом, взаимодействующий с седлом, сформированным в корпусе. Исполнительный орган соединен с валом, осуществляющим его перемещение между положениями “Открыто” и “Закрыто”. К недостаткам такой схемы клапанов относятся поворот потока в клапане на 180°, повышенная величина гидравлического сопротивления в открытом положении, необходимость в больших усилиях для управления положением исполнительного органа, а также его большой ход, минимальная величина которого составляет не менее 0.25Dy, где Dy - диаметр трубопровода. Следует отметить, что при больших перепадах давления и имеющих место при этом больших скоростях потока рабочей среды наличие поворотов приводит к возникновению значительного количества вихрей, которые являются источником зарождения кавитации. Это приводит к увеличению эррозионного износа рабочих элементов клапана, пульсациям в потоке, уменьшению срока службы.With an increase in the diameter of the pipelines to 800 mm and more, the gate valves, dampers and ball valves belong to the structures used. It should be noted that for highways with a diameter of 400-600 mm, a valve design with a valve-seat actuator is also used (patent US 6263905 B1, class F 16 K 31/34, 1997). The valve comprises a housing, an actuator with a sealing element, interacting with a seat formed in the housing. The executive body is connected to the shaft, moving it between the “Open” and “Closed” positions. The disadvantages of such a valve scheme include a 180 ° flow rotation in the valve, an increased hydraulic resistance in the open position, the need for great efforts to control the position of the actuator, as well as its large stroke, the minimum value of which is at least 0.25D y , where D y is the diameter of the pipeline. It should be noted that at large pressure drops and at the same time high flow rates of the working medium, the presence of turns leads to the appearance of a significant number of vortices, which are the source of cavitation nucleation. This leads to an increase in erosion wear of valve operating elements, pulsations in the flow, and a decrease in service life.

Известна конструкция запорного клапана с поворотным диском, который поджимается к опорам пружиной, расположенной по оси диска (патент SU 1788370, кл. F 16 К 3/08, 1987 г.). Однако наличие центральной пружины при значительных диаметральных размерах поворотного диска не обеспечивает требуемых усилий поджатия затворов по всей торцевой поверхности.A known design of a shut-off valve with a rotary disk, which is pressed against the supports by a spring located on the axis of the disk (patent SU 1788370, class F 16 K 3/08, 1987). However, the presence of a central spring with significant diametrical dimensions of the rotary disk does not provide the required clamping forces across the entire end surface.

В последнее время широко используются шаровые клапаны.Recently, ball valves have been widely used.

Известно устройство по патенту US 6053204, кл. F 16 К 39/04, 1995 г., которое содержит корпус с подводящим и отводящим рабочую среду патрубками. В корпусе установлен стакан, в верхней торцевой поверхности которого выполнены сквозные пазы, соединяющие последовательно через полость стакана и отверстия в его цилиндрической поверхности входную полость клапана с выходной.The device according to the patent US 6053204, class. F 16 K 39/04, 1995, which contains a housing with inlet and outlet working fluid nozzles. A cup is installed in the body, through the grooves made through the grooves in the upper end surface, connecting the valve inlet cavity with the outlet cavity in series through the glass cavity and holes in its cylindrical surface.

В конструкции данного клапана пазы протока рабочей среды, соединяющие входную и выходную полости, перекрываются плоским диском, который напрямую через муфту соединен с приводом. При этом в целях разгрузки усилия прижатия диска к торцевой поверхности стакана с проходными пазами величина давления в выходной полости подведена к поверхности, противоположной рабочей поверхности диска через соосные отверстия в диске и стакане. К недостаткам данной конструкции клапана следует отнести:In the design of this valve, the grooves of the working fluid duct connecting the inlet and outlet cavities are overlapped by a flat disk, which is directly connected to the actuator through the coupling. At the same time, in order to unload the force of pressing the disk against the end surface of the glass with grooves, the pressure in the outlet cavity is connected to the surface opposite to the working surface of the disk through coaxial holes in the disk and the glass. The disadvantages of this valve design include:

- отсутствие прямоточности движения потока;- lack of direct flow flow;

- большие значения гидравлического сопротивления клапана в открытом положении вследствие разворота потока в корпусе клапана на 180°;- large values of the hydraulic resistance of the valve in the open position due to a turn of the flow in the valve body by 180 °;

- жесткая связь между приводом и исполнительным органом, что не позволяет обеспечить высокую степень плотности контакта между взаимодействующими деталями, а следовательно, и высокий уровень герметичности;- a rigid connection between the drive and the executive body, which does not allow for a high degree of contact density between interacting parts, and therefore, a high level of tightness;

- при переходе к большим расходам потребность в приводе большой мощности вследствие необходимости преодоления больших гидродинамических сил, воспринимаемых напрямую приводом клапана;- when moving to high costs, the need for a high power drive due to the need to overcome the large hydrodynamic forces perceived directly by the valve actuator;

- большая строительная высота клапана.- large construction height of the valve.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство по патенту DE 1103097A, кл. 47 g 27, 1961 г., прототип. Устройство содержит корпус с установленными на входе и выходе кольцами, в которых через одно выполнены проходные окна. Между кольцами расположен поворотный диск, состоящий из двух соединяемых между собой болтами цилиндров, в котором размещено эквивалентное число затворов, обеспечивающих при его вращении перекрытие окон колец. Для поворота данного диска на нем закреплен червячный венец, кинематически связанный с приводным червячным валом. Поворотный диск установлен на полуосях, расположенных в нем и соответствующих кольцах. Между полуосями в центральной расточке данного диска размещен стержень для предотвращения возможности смещения полуосей. К недостаткам данной конструкции следует отнести:The closest in technical essence to the proposed invention is a device according to patent DE 1103097A, class. 47 g 27, 1961, prototype. The device comprises a housing with rings installed at the inlet and outlet, in which through-holes are made through one. Between the rings there is a rotary disk, consisting of two cylinders connected to each other by bolts, in which an equivalent number of shutters are placed, which ensure that the windows of the rings overlap during rotation. To rotate this disk, a worm gear is fixed on it, kinematically connected with the drive worm shaft. The rotary disk is mounted on the half shafts located in it and the corresponding rings. A rod is placed between the semiaxes in the central bore of this disk to prevent the possibility of displacement of the semiaxes. The disadvantages of this design include:

- Выполнение поворотного диска составным из двух полуцилиндров для обеспечения сборки задвижки. Кроме значительного усложнения технологичности такое конструктивное исполнение требует в положении клапана “Закрыто” герметизации поворотного диска не только по торцевым поверхностям затворов, но и торцевым поверхностям диска в приосевой зоне, где расположены опорные оси. Наличие такого количества уплотнительных элементов существенно снижает надежность герметизации полостей клапана в закрытом положении.- The execution of the rotary disk composite of two half-cylinders to ensure the assembly of the valve. In addition to a significant complication of manufacturability, such a design requires, in the “Closed” position of the valve, to seal the rotary disk not only along the end surfaces of the valves, but also the end surfaces of the disk in the axial region where the supporting axes are located. The presence of such a number of sealing elements significantly reduces the reliability of sealing the valve cavities in the closed position.

- Конструкция установки затворов в гнездах поворотного диска с помощью цапф исключает возможность их самоцентровки по контактным торцевым поверхностям колец, позволяя совершать только возвратно-поступательные движения.- The design of the installation of the shutters in the slots of the rotary disk with the help of pins eliminates the possibility of self-centering on the contact end surfaces of the rings, allowing only reciprocating movements.

- Вследствие жесткой связи между поворотным диском и затворами на их положение относительно колец будут оказывать допуски и силы в зацеплении между поворотным диском и червяком.- Due to the rigid connection between the rotary disk and the shutters, their position relative to the rings will exert tolerances and forces in engagement between the rotary disk and the worm.

- Данная конструкция не обеспечивает надежной герметизации в закрытом положении при отсутствии давления в магистрали, так как при этом отсутствуют дополнительные силы для поджатия затворов к кольцам.- This design does not provide reliable sealing in the closed position in the absence of pressure in the line, since there are no additional forces to tighten the valves to the rings.

- Установка уплотнительных элементов по наружному и внутреннему контуру поворотного диска с предварительной их деформацией при монтаже увеличивает требуемый момент для поворота исполнительного органа и снижает ресурс работы клапана.- The installation of sealing elements along the outer and inner contour of the rotary disk with their preliminary deformation during installation increases the required moment for rotation of the actuator and reduces the life of the valve.

- В данном клапане в связи с принятой конструкцией разъемного поворотного диска необходима установка двух колец (опорного и дополнительного диска), что усложняет конструкцию и утяжеляет ее.- In this valve, in connection with the accepted design of the split rotary disk, it is necessary to install two rings (supporting and additional disk), which complicates the design and makes it heavier.

- Установка поворотного диска на двух полуосях с размещением между ними фиксирующего их положение центрального стержня не обеспечивает требуемой для этой конструкции схемы силовой нагрузки опор.- The installation of a rotary disk on two half shafts with the placement of a central rod fixing their position between them does not provide the support load scheme required for this design.

- Отсутствие жесткой фиксации червячного венца в поворотном диске снижает надежность функционирования клапана.- The lack of rigid fixation of the worm in the rotary disk reduces the reliability of the valve.

Цель настоящего изобретения - создание конструкции запорного клапана для больших магистралей, простой и технологичной, работоспособной при высоких давлениях рабочих сред, имеющей низкое гидравлическое сопротивление, приемлемые габаритные размеры и требующей для управления привод небольшой мощности.The purpose of the present invention is the creation of a shut-off valve design for large highways, simple and technological, operable at high pressures of working media, having low hydraulic resistance, acceptable overall dimensions and requiring a small power drive for control.

Указанная цель достигается тем, что запорный клапан, содержащий корпус, исполнительный орган в виде двух взаимодействующих дисков, в которых выполнены проходные окна, соединяющие вход и выход клапана, причем один из дисков неподвижно установлен в корпусе, а второй соединен кинематически с приводом, сообщающим ему вращательное движение, при этом торцевые поверхности дисков разделены на равное количество секторов, в которых через один выполнены проходные окна, ограниченные по высоте дугами окружностей, в секторах подвижного диска, расположенных между секторами с проходными окнами неподвижного диска, в окнах установлены затворы, по конфигурации соответствующие проходным окнам неподвижного диска, и геометрические размеры которых обеспечивают при повороте подвижного диска перекрытие окон в неподвижном диске, кроме того, в корпусе со стороны входа перед подвижным диском установлен дополнительный неподвижный диск, выполненный из наружного и внутреннего колец, соединенных между собой ребрами так, что они располагаются в пространстве между проходными окнами неподвижного диска, причем на подвижном диске установлен сектор, в котором выполнен червячный венец, взаимодействующий с червячным валом привода клапана, кроме того, неподвижный и дополнительный диски вблизи оси снабжены ступицами, расточки в которых служат опорами для вала, на котором установлен подвижный диск, а в секторах поворотного диска выполнены глухие гнезда, в которых расположены затворы, выполненные в виде ползунов, наружная и внутренняя поверхности - радиальные контактные поверхности по большому и малому диаметрам - каждого из которых выполнены сферическими. Этим обеспечивается равномерное распределение усилий поджатия затвора к неподвижному диску.This goal is achieved by the fact that the shut-off valve, comprising a housing, an actuator in the form of two interacting disks, in which passage-through windows are made connecting the valve inlet and outlet, one of the disks being fixedly mounted in the housing, and the second kinematically connected to the actuator informing it rotational movement, while the end surfaces of the disks are divided into an equal number of sectors, in which through one the passage windows are made, limited in height by circular arcs, in the sectors of the movable disk, wedged between sectors with pass-through windows of the fixed disk, shutters are installed in the windows, which are configured to correspond to the pass-through windows of the fixed disk, and the geometric dimensions of which ensure that the windows in the fixed disk overlap when the movable disk is rotated, in addition, an additional housing is installed in front of the movable disk a fixed disk made of outer and inner rings interconnected by ribs so that they are located in the space between the passage windows of the fixed claim, moreover, a sector is installed on the movable disk, in which a worm gear is made, interacting with the valve drive worm shaft, in addition, the fixed and additional disks near the axis are equipped with hubs, bores in which serve as supports for the shaft on which the movable disk is mounted, and in sectors of the rotary disk are made deaf nests, in which the shutters are made in the form of sliders, the outer and inner surfaces are radial contact surfaces of large and small diameters - each of which is made non spherical. This ensures a uniform distribution of the efforts of pressing the shutter to the fixed disk.

Для герметизации выходной полости клапана от входной при отсутствии давления рабочей среды каждый затвор подвижного диска подпружинен в трех местах, при этом места расположения пружин не лежат на одной прямой.To seal the outlet cavity of the valve from the inlet in the absence of fluid pressure, each slide of the movable disk is spring-loaded in three places, while the locations of the springs do not lie on one straight line.

Для исключения влияния допусков на несоосность установки поворотного диска и повышения технологичности конструкции подшипники вала размещены в расточке ступицы неподвижного диска, а поворотный диск расположен на свободном конце вала.To exclude the influence of tolerances on misalignment of the installation of the rotary disk and increase the manufacturability of the design, the shaft bearings are located in the bore of the hub of the fixed disk, and the rotary disk is located on the free end of the shaft.

В целях обеспечения технологичности сборки в корпусе с размещенными в нем дисками со стороны входа устанавливается крышка, посадочный диаметр которой превышает диаметр червячного венца, и к которой крепится патрубок подвода рабочей среды.In order to ensure manufacturability of the assembly, a lid is installed in the case with disks placed in it on the inlet side, the landing diameter of which exceeds the diameter of the worm gear, and to which the nozzle for supplying the working medium is attached.

Для исключения протечек полость установки вала подвижного диска с подшипниками изолирована от рабочей среды крышкой.To prevent leaks, the cavity for installing the shaft of the movable disk with bearings is isolated from the working medium by a cover.

В целях повышения надежности червячный венец закреплен на поворотном диске с помощью болтового соединения.In order to increase reliability, the worm gear is fixed to the rotary disk using a bolted connection.

Таким образом, сохраняя простоту и технологичность конструкции, прямоточность, малые значения минимального гидравлического сопротивления, небольшую потребную мощность привода, данный клапан обеспечивает создание запорных устройств для магистралей без ограничений но величине диаметра.Thus, while preserving the simplicity and manufacturability of the design, the straightforwardness, small values of the minimum hydraulic resistance, and the small required drive power, this valve provides the creation of shut-off devices for highways without restrictions on the size of the diameter.

На Фиг.1 представлена конструкция клапана в продольном сечении.Figure 1 shows the design of the valve in longitudinal section.

На Фиг.2. представлена конструкция клапана в поперечном разрезе.Figure 2. The valve is shown in cross section.

На Фиг.3. представлен вариант конструкции клапана с консольным размещением поворотного диска.In figure 3. A valve design with cantilever placement of a rotary disk is presented.

На Фиг.4 представлен вариант конструкции клапана при совмещении функции запорного и регулирующих клапанов.Figure 4 presents a variant of the design of the valve while combining the functions of shut-off and control valves.

Конструкция клапана (Фиг.1) содержит исполнительный орган, выполненный в виде двух дисков 1 и 2, установленных в корпусе 3. Диск 1 установлен неподвижно и фиксируется от поворота штифтами 4. Диск 2 имеет возможность поворота вследствие кинематического взаимодействия с червячным валом 5 привода. В этих целях поворотный диск 2 снабжен сектором 6, в котором выполнен червячный венец. Сектор соединен с поворотным диском болтами 7.The valve design (FIG. 1) contains an actuator made in the form of two disks 1 and 2 installed in the housing 3. The disk 1 is fixed and fixed from rotation by pins 4. The disk 2 has the ability to rotate due to kinematic interaction with the worm shaft 5 of the drive. For these purposes, the rotary disk 2 is provided with a sector 6 in which a worm gear is made. The sector is connected to the rotary disk by bolts 7.

Торцевые поверхности неподвижного 1 и поворотного 2 дисков разделены на равное количество секторов (Фиг.2, секторы А), в которых через один выполнены проходные окна 8 (показаны только на неподвижном диске), соединяющие входную и выходную полости клапана. В секторах поворотного диска 2, расположенных между секторами неподвижного диска 1 с проходными окнами, выполнены глухие гнезда 9 (Фиг.1). Окна 8 в дисках ограничены по высоте дугами окружностей D1 (большой диаметр) и D2 (малый диаметр, Фиг.2).The end surfaces of the fixed 1 and rotary 2 discs are divided into an equal number of sectors (Figure 2, sectors A), in which through-holes 8 are made (shown only on the fixed disk) connecting the inlet and outlet cavities of the valve. In the sectors of the rotary disk 2 located between the sectors of the fixed disk 1 with passage windows, blind sockets 9 are made (Fig. 1). Windows 8 in the disks are limited in height by arcs of circles D1 (large diameter) and D2 (small diameter, Figure 2).

В глухих гнездах 9 секторов поворотного диска свободно установлены затворы 10, выполненные в виде ползунов, наружный и внутренний диаметр каждого которых является сферической поверхностью С (элемент 10, Фиг.1). Вследствие этого контакт радиальных поверхностей затворов с соответствующими поверхностями в подвижном диске осуществляется не по плоскости, а по кольцевой линии, что позволяет им самоустанавливаться, несмотря на возможные технологические отклонения, связанные с изготовлением крупногабаритных деталей, и обеспечить плотное прилегание по торцевой поверхности неподвижного диска.In the blind slots 9 of the sectors of the rotary disk, the shutters 10 are freely installed, made in the form of sliders, the outer and inner diameters of each of which is a spherical surface C (element 10, FIG. 1). As a result, the contact of the radial surfaces of the shutters with the corresponding surfaces in the movable disk is carried out not along the plane, but along a circular line, which allows them to self-install, despite possible technological deviations associated with the manufacture of large parts, and to ensure a snug fit along the end surface of the fixed disk.

Затворы поджаты к торцевой поверхности неподвижного диска пружинами 11. Количество пружин, поджимающих каждый затвор, по меньшей мере, три. Наличие воздействия на затвор сил, приложенных к различным точкам его плоскости, не лежащих на одной прямой, исключает возможность возникновения крутящего момента от пружин на затворе при отсутствии равенства их величин вследствие технологических допусков (Фиг.2) При такой схеме размещения сил они воздействуют только в направлении поджатия затвора к плоскости неподвижного диска.The bolts are pressed to the end surface of the fixed disk by the springs 11. The number of springs pressing each bolt is at least three. The impact on the bolt of the forces applied to various points of its plane, not lying on one straight line, eliminates the possibility of torque from the springs on the bolt in the absence of equality of their values due to technological tolerances (Figure 2) With this arrangement of forces, they act only in the direction of pressing the shutter to the plane of the fixed disk.

Поворотный диск 2 с подшипниками, например скольжения 13, установлен на валу 14 (Фиг.1). Для размещения опор вала клапан снабжен дополнительным диском 15 со стороны входной полости. Дополнительный диск выполнен из наружного и внутреннего колец, соединенных между собой ребрами Р и расположенных в пространстве между проходными окнами неподвижного диска. Дополнительный диск 15 фиксируется в крышке 16, которая болтами 17 соединена с корпусом 3. Неподвижный и дополнительный диски снабжены ступицами 18 и 19, расточки в которых служат опорами вала 14. Ступицы 18 и 19 со стороны входной и выходной полостей клапана закрыты крышками 20. К корпусу клапана 3 и к крышке 16 крепятся патрубки подвода и отвода рабочей среды 21 и 22.A rotary disk 2 with bearings, for example sliding 13, is mounted on the shaft 14 (Figure 1). To accommodate the shaft supports, the valve is equipped with an additional disk 15 from the input cavity. The additional disk is made of outer and inner rings interconnected by ribs P and located in the space between the passage windows of the fixed disk. The additional disk 15 is fixed in the cover 16, which is bolted 17 to the housing 3. The fixed and additional disks are equipped with hubs 18 and 19, the bores in which serve as bearings of the shaft 14. The hubs 18 and 19 on the inlet and outlet cavities of the valve are closed by covers 20. K the valve body 3 and the cover 16 are attached to the inlet and outlet of the working medium 21 and 22.

Приводной червячный вал установлен в корпусе клапана на подшипниках скольжения 23 (Фиг.2). Полость установки червячного вала в корпусе закрыта крышками 24 и 25. Выход вала из корпуса герметизируется уплотнительными элементами 26, размещенными в крышке 25. Червячный вал через муфту 27 соединен с редуктором 28 электропривода (на схеме не показан).The drive worm shaft is installed in the valve body on the bearings 23 (Figure 2). The cavity of the worm shaft in the housing is closed by covers 24 and 25. The shaft outlet from the housing is sealed by sealing elements 26 located in the cover 25. The worm shaft is connected via a coupling 27 to the gearbox 28 of the electric drive (not shown in the diagram).

На Фиг.3 приведена вариантная схема установки поворотного диска в корпусе, которая при определенных условиях позволяет упростить конструкцию клапана. Согласно данной схеме неподвижный диск I выполняется с удлиненной ступицей 19, в которой размещается вал 14 с установленными на нем подшипниками 13. При этом поворотный диск 2 устанавливается на свободном конце вала. Такое конструктивное исполнение исключает необходимость введения дополнительного диска 15 (Фиг.1), расточка в котором служит одной из опор вала. Это упрощает конструкцию клапана, снижает его массовые и габаритные характеристики.Figure 3 shows a variant of the installation of the rotary disk in the housing, which under certain conditions can simplify the design of the valve. According to this scheme, the fixed disk I is made with an elongated hub 19, in which the shaft 14 is mounted with bearings 13 mounted on it. In this case, the rotary disk 2 is mounted on the free end of the shaft. This design eliminates the need for an additional disk 15 (Figure 1), the bore in which serves as one of the shaft supports. This simplifies the design of the valve, reduces its mass and overall characteristics.

Принцип работы клапана следующий. При расположении затворов 10 поворотного диска 2 между сквозными окнами неподвижного диска 1 проходное сечение клапана полностью открыто, и величина гидравлических потерь на клапане минимальна - клапан открыт. Для закрытия клапана электропривод через редуктор 28 вращает червячный вал 5, который поворачивает диск 2 на угол, при котором затворы полностью перекрывают сквозные окна неподвижного диска 1. Данное положение поворотного диска соответствует перекрытию магистрали - клапан закрыт. Угол поворота диска 2 зависит от числа секторов, на которые разделены торцевые поверхности дисков. В закрытом положении затворы 10, радиальные поверхности которых выполнены по сфере, вследствие чего они способны самоустанавливаться под действием перепада давления между входной и выходной полостями клапана поджимаются к торцевой поверхности неподвижного диска 1, герметично разделяя выход клапана от входа. Наличие усилия поджатия затворов к торцу неподвижного диска под действием пружин 11 обеспечивает герметичность клапана в закрытом положении при отсутствии давления рабочей среды. При наличии повышенных требований к герметичности клапана по периметру либо сквозных окон в неподвижном диске, либо по периметру контактной поверхности каждого затвора, взаимодействующей с торцевой поверхностью неподвижного диска, могут быть выложены уплотнительные шнуры (на схемах не показано).The principle of operation of the valve is as follows. With the arrangement of the shutters 10 of the rotary disk 2 between the through windows of the fixed disk 1, the valve passage area is completely open, and the amount of hydraulic losses on the valve is minimal - the valve is open. To close the valve, the electric actuator through the gearbox 28 rotates the worm shaft 5, which rotates the disk 2 by an angle at which the shutters completely overlap the through windows of the fixed disk 1. This position of the rotary disk corresponds to the overlap of the line - the valve is closed. The angle of rotation of the disk 2 depends on the number of sectors into which the end surfaces of the disks are divided. In the closed position, the valves 10, the radial surfaces of which are made on a sphere, as a result of which they are able to self-install under the action of a pressure differential between the inlet and outlet cavities of the valve are pressed to the end surface of the fixed disk 1, hermetically separating the valve outlet from the inlet. The presence of a force of preloading the shutters to the end face of the fixed disk under the action of the springs 11 ensures valve tightness in the closed position in the absence of pressure of the working medium. If there are increased requirements for valve tightness around the perimeter of either through windows in the fixed disk or along the perimeter of the contact surface of each shutter interacting with the end surface of the fixed disk, sealing cords can be laid out (not shown in the diagrams).

Для выполнения функций регулирования расхода рабочей среды сквозные окна 29 неподвижного диска выполнены профильными (Фиг.4), обеспечивающими требуемую расходную характеристику клапана по углу поворота исполнительного органа.To perform the functions of regulating the flow rate of the working medium, the through holes 29 of the fixed disk are made profile (Figure 4), providing the required flow characteristics of the valve in the angle of rotation of the actuator.

Таким образом, в предлагаемой конструкции клапана обеспечиваются прямоточность движения рабочей среды и минимальные гидравлические потери в открытом положении. Исполнительный орган клапана совершает вращательное движение, что наряду с повышенной надежностью по сравнению с поступательным движением позволяет минимизировать габаритные размеры клапана. Следует отметить, что отсутствие многочисленных поворотов потока существенно снижает количество различных источников зарождения вихрей, турбулентности, улучшая кавитационные характеристики клапана. Предлагаемая конструкция клапана не имеет ограничений по величине диаметра магистрали, на которой он устанавливается. При этом данная конструкция может быть использована в качестве регулирующего клапана, требуемая расходная характеристика которого обеспечивается путем профилирования сквозных окон неподвижного диска. Ввиду малого угла поворота исполнительного органа (например, при 4-х сквозных окнах угол поворота диска 2 равен 45°) передаточное число между приводом и поворотным диском велико (достигает величины нескольких сот), что позволяет даже для клапанов большой размерности использовать электропривод небольшой мощности.Thus, in the proposed valve design provides a direct flow of the fluid and minimal hydraulic losses in the open position. The valve actuator performs a rotational movement, which, along with increased reliability compared to the translational movement, allows minimizing the overall dimensions of the valve. It should be noted that the absence of numerous turns of the flow significantly reduces the number of different sources of vortex nucleation and turbulence, improving the cavitation characteristics of the valve. The proposed valve design has no restrictions on the diameter of the line on which it is installed. Moreover, this design can be used as a control valve, the required flow rate characteristics of which are ensured by profiling through the windows of the fixed disk. Due to the small angle of rotation of the actuator (for example, with 4 through-windows, the angle of rotation of the disk 2 is 45 °), the gear ratio between the drive and the rotary disk is large (reaches several hundred), which makes it possible to use a small electric drive even for large valves.

Claims (6)

1. Запорный клапан, содержащий корпус, исполнительный орган в виде двух взаимодействующих дисков, в которых выполнены проходные окна, соединяющие вход и выход клапана, причем один из дисков неподвижно установлен в корпусе, а второй соединен кинематически с приводом, сообщающим ему вращательное движение, при этом торцевые поверхности дисков разделены на равное количество секторов, в которых через один выполнены проходные окна, ограниченные по высоте дугами окружностей, в секторах подвижного диска, расположенных между секторами с проходными окнами неподвижного диска, в окнах установлены затворы, по конфигурации соответствующие проходным окнам неподвижного диска и геометрические размеры которых обеспечивают при повороте подвижного диска перекрытие окон в неподвижном диске, кроме того, в корпусе со стороны входа перед подвижным диском установлен дополнительный неподвижный диск, выполненный из наружного и внутреннего колец, соединенных между собой ребрами так, что они располагаются в пространстве между проходными окнами неподвижного диска, причем на подвижном диске установлен сектор, в котором выполнен червячный венец, взаимодействующий с червячным валом привода клапана, кроме того, неподвижный и дополнительный диски вблизи оси снабжены ступицами, расточки в которых служат опорами для вала, на котором установлен подвижный диск, отличающийся тем, что в секторах поворотного диска выполнены глухие гнезда, в которых расположены затворы, выполненные в виде ползунов, наружная и внутренняя поверхности (радиальные контактные поверхности по большому и малому диаметрам) каждого из которых выполнены сферическими.1. A shut-off valve comprising a housing, an actuator in the form of two interacting disks, in which passage holes are made connecting the valve inlet and outlet, one of the disks being fixedly mounted in the housing, and the second kinematically connected to the actuator giving it rotational movement, this end surfaces of the disks are divided into an equal number of sectors, in which through one is made the passage windows, limited in height by arcs of circles, in the sectors of the movable disk located between the sectors with passage by the windows of the fixed disk, the gates are installed in the windows, the configuration corresponding to the passage windows of the fixed disk and the geometric dimensions of which ensure that the windows in the fixed disk overlap when the movable disk is rotated, in addition, an additional fixed disk made from the input side in front of the movable disk is made of outer and inner rings interconnected by ribs so that they are located in the space between the passage windows of the fixed disk, and on the movable disk A sector has been installed in which a worm gear is made, interacting with the valve drive worm shaft, in addition, the fixed and additional disks near the axis are equipped with hubs, bores in which serve as supports for the shaft on which the movable disk is installed, characterized in that in sectors of the rotary disk blind nests are made, in which there are valves made in the form of sliders, the outer and inner surfaces (radial contact surfaces of large and small diameters) of each of which are made spherically mi 2. Запорный клапан по п.1, отличающийся тем, что каждый затвор подвижного диска подпружинен в трех местах, при этом места расположения пружин не лежат на одной прямой.2. The shutoff valve according to claim 1, characterized in that each shutter of the movable disk is spring-loaded in three places, while the locations of the springs do not lie on one straight line. 3. Запорный клапан по п.1, отличающийся тем, что подшипники вала размещены в расточке ступицы неподвижного диска, а поворотный диск расположен на свободном конце вала.3. The shut-off valve according to claim 1, characterized in that the shaft bearings are located in the bore of the hub of the fixed disk, and the rotary disk is located on the free end of the shaft. 4. Запорный клапан по п.1, отличающийся тем, что в корпусе с размещенными в нем дисками со стороны входа установлена крышка, посадочный диаметр которой превышает диаметр червячного венца и к которой крепится патрубок подвода рабочей среды.4. The shut-off valve according to claim 1, characterized in that a cover is installed in the case with disks placed in it on the inlet side, the landing diameter of which exceeds the diameter of the worm gear and to which the nozzle for supplying the working medium is attached. 5. Запорный клапан по п.1, отличающийся тем, что полость установки вала подвижного диска с подшипниками изолирована от рабочей среды крышкой.5. The shutoff valve according to claim 1, characterized in that the cavity for installing the shaft of the movable disk with bearings is isolated from the working medium by a cover. 6. Запорный клапан по п.1, отличающийся тем, что червячный венец закреплен на поворотном диске с помощью болтового соединения.6. The shut-off valve according to claim 1, characterized in that the worm gear is mounted on the rotary disk using a bolted connection.
RU2002128582/06A 2002-10-25 2002-10-25 Stop valve RU2239113C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002128582/06A RU2239113C2 (en) 2002-10-25 2002-10-25 Stop valve

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002128582/06A RU2239113C2 (en) 2002-10-25 2002-10-25 Stop valve

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002128582A RU2002128582A (en) 2004-04-27
RU2239113C2 true RU2239113C2 (en) 2004-10-27

Family

ID=33537190

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002128582/06A RU2239113C2 (en) 2002-10-25 2002-10-25 Stop valve

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2239113C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU197568U1 (en) * 2019-12-26 2020-05-13 Акционерное общество "Технодинамика" Electric Overhead Crane
CN112537861A (en) * 2020-12-17 2021-03-23 张晶 Self-control sewage processor for environmental protection

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU197568U1 (en) * 2019-12-26 2020-05-13 Акционерное общество "Технодинамика" Electric Overhead Crane
CN112537861A (en) * 2020-12-17 2021-03-23 张晶 Self-control sewage processor for environmental protection
CN112537861B (en) * 2020-12-17 2023-08-08 山东儒德环境工程有限公司 Self-control sewage treatment machine for environmental protection

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4682755A (en) Mechanical control system in flow devices
CN101622487B (en) Rotatable wedge cartridge valve mechanism and method for assembly and disassembly
US4657222A (en) Valve
US20140083510A1 (en) Electric Actuated Rotary Valve
WO2005121617A2 (en) Reducing the torque required for repositioning a valve member of a ball valve
CN112066027B (en) Heat supply abrasion-resistant ball valve
KR102166939B1 (en) Multi port valve
WO2020048406A1 (en) Valve and pump
US5333834A (en) Valve driver
US4976403A (en) Valve with metallic bellows valve stem seal
RU2239113C2 (en) Stop valve
US3799188A (en) Valve
CN208503504U (en) Butterfly valve
US7201188B2 (en) Fluted reciprocating ball valve
RU2313024C2 (en) Gate valve
US9004449B2 (en) Conical rotary valve for chromatographic applications
US4366946A (en) Ball valve mechanism
CN110425297B (en) High adjustable ratio cock regulating valve
WO2004076896A1 (en) Ball valve assembly
RU2535815C1 (en) Gate valve
RU2382922C1 (en) Axial multipurpose disk valve
KR20100085880A (en) Butterfly valve
RU138106U1 (en) SHUT-OFF CRANE
CN218326332U (en) Eccentric spherical valve with single valve seat
RU164880U1 (en) SHUT-OFF CONTROLLING LATCH

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20051026