RU2280800C1

RU2280800C1 - Straight-flow controlled multi-pass throttle

Info

Publication number: RU2280800C1
Application number: RU2004134310/06A
Authority: RU
Inventors: Виктор Васильевич Совпель (RU); Виктор Васильевич Совпель; Петр Борисович Гринберг (RU); Петр Борисович Гринберг; Николай Дмитриевич Пугачев (RU); Николай Дмитриевич Пугачев
Original assignee: Виктор Васильевич Совпель; Петр Борисович Гринберг; Николай Дмитриевич Пугачев
Priority date: 2004-11-24
Filing date: 2004-11-24
Publication date: 2006-07-27
Also published as: RU2004134310A

Abstract

FIELD: valving.

SUBSTANCE: throttle comprises housing, inlet and outlet face lids connected with the pressure and output pipelines, respectively, rotating wheel with a drive, control cut-off disks with mutually ground faces and through openings, and fastening and sealing members. One of the disks is unmovable with respect to the outlet lid and housing. The other disk is movable and can rotate together with the rotating wheel . The pressure pipeline is connected with the relief space that is made between the face of the outlet lid and the face of the rotating wheel. The outlet pipeline is connected with the space that is made between the inner face of the rotating wheel and face of the unmovable disk. The inner bore in the rotating wheel is provided with ring step that cooperated with the stop flange of the rotating disk.

EFFECT: enhanced durability.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к трубопроводной запорно-регулирующей арматуре высокого давления и предназначено для перекрытия и регулирования расхода или давления потоков жидких и газообразных, в том числе абразивосодержащих, агрессивных и взрывоопасных сред.The invention relates to pipeline shut-off and control valves of high pressure and is intended to shut off and control the flow or pressure of liquid and gaseous streams, including abrasive-containing, aggressive and explosive atmospheres.

Известна задвижка с разгруженным затвором в виде двух дисков, имеющих отверстия для перекрытия и дросселирования потока, причем поворотный диск снабжен механизмом поворота в виде конической зубчатой передачи, разгрузочная полость которой находится с той стороны, на которую действует давление среды в напорной магистрали и которая каналами соединена с напорной и выходной магистралями через переключающий орган (Авторское свидетельство №352072, Кл. F 16 K 3/08, 1972 г.).Known gate valve with an unloaded gate in the form of two disks having openings for shutting off and throttling the flow, the rotary disk being equipped with a turning mechanism in the form of a bevel gear, the discharge cavity of which is located on the side on which the medium pressure in the pressure manifold acts and which is connected by channels with pressure and output lines through a switching body (Copyright certificate No. 352072, Cl. F 16 K 3/08, 1972).

Недостатком такой конструкции является то, что она применима только для чистых сред, обладающих смазывающим эффектом, например масла, бензин, керосин, нефть без механических примесей, поскольку переключающий орган и коническая зубчатая передача в условиях загрязненной среды работать не могут. Переключающий орган требует дополнительного вмешательства оператора, а при дистанционном управлении усложняет систему управления задвижкой. Разгрузка дисков осуществляется от дополнительного усилия сжатия со стороны разгрузочной полости, соединенной с напорной магистралью, обеспечивающего надежное уплотнение дисков, но не учитывает усилие сжатия дисков, зависящее от геометрии дисков и перепада давления рабочей среды на затворе, которое может достигать больших значений.The disadvantage of this design is that it is applicable only for clean environments with a lubricating effect, for example oils, gasoline, kerosene, oil without mechanical impurities, since the switching body and bevel gear cannot work in a polluted environment. The switching body requires additional operator intervention, and with remote control complicates the valve control system. Unloading of the disks is carried out from the additional compression force from the discharge cavity connected to the pressure line, which provides reliable sealing of the disks, but does not take into account the compression force of the disks, which depends on the geometry of the disks and the differential pressure of the working medium on the shutter, which can reach large values.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является кран прямоточный дисковый многопроходный с механизмом поворота в виде червячной передачи с гидравлическим, пневматическим или ручным приводом, содержащий входную и выходную торцовые крышки, соответственно соединенные с напорной и выходной магистралями, корпус, внутри которого расположено поворотное колесо и два диска с отверстиями, обеспечивающими заданную величину условного прохода, причем один диск неподвижно установлен относительно корпуса, а другой - соединен с поворотным колесом, а напорная и выходная магистрали через переключающие органы соединены с поршневым цилиндром управления, принятый за прототип (Патент RU №2007652 С1, (51) 5 F 16 K 31/54, 1994 г.).Closest to the proposed device is a direct-flow multi-pass disk crane with a worm gear mechanism with a hydraulic, pneumatic or manual drive, comprising input and output end caps, respectively connected to the pressure and output lines, a housing inside which a swivel wheel and two disks are located with holes providing a given value of conditional passage, moreover, one disk is fixedly mounted relative to the housing, and the other is connected to a rotary EU, and the pressure and output lines through the switching bodies are connected to the piston control cylinder adopted for the prototype (Patent RU No. 2007652 C1, (51) 5 F 16 K 31/54, 1994).

Недостатком такой конструкций является то, что поворотное колесо фактически представляет собой кольцевой поршень, создающий под воздействием давления среды в напорной магистрали значительную осевую нагрузку и, как следствие, значительный торцевой момент трения при повороте колеса. Кроме того, притертые поверхности дисков сжимаются усилием, зависящим от геометрии дисков и перепада давления на дисковом затворе. При высоких давлениях усилие сжатия дисков становится настолько большим, что приводит к повышенному износу дисков и увеличению крутящего момента на приводе.The disadvantage of such designs is that the rotary wheel is actually an annular piston, which creates a significant axial load under the influence of the pressure in the pressure line and, as a consequence, a significant end friction moment when the wheel is turned. In addition, the ground surfaces of the disks are compressed by a force that depends on the geometry of the disks and the pressure drop across the disk shutter. At high pressures, the compression force of the discs becomes so large that it leads to increased disc wear and increased torque on the drive.

Целью изобретения является повышение износостойкости дисков за счет оптимизации усилия их сжатия, уменьшение крутящего момента на приводе.The aim of the invention is to increase the wear resistance of the discs by optimizing the compression forces, reducing the torque on the drive.

Поставленная цель достигается тем, что напорная магистраль соединена с разгрузочной полостью, выполненной между торцом выходной крышки и торцом поворотного колеса, выходная магистраль соединена с полостью, выполненной между внутренним торцом поворотного колеса и торцом неподвижного диска, а внутренняя расточка поворотного колеса, в которой расположены диски, со стороны напорной магистрали выполнена с кольцевым уступом, который взаимодействует с упорным фланцем поворотного диска, что позволяет передать усилие разгрузки на поворотный диск, уменьшая тем самым усилие сжатия дисков.This goal is achieved in that the pressure line is connected to the discharge cavity made between the end of the output cover and the end of the rotary wheel, the output line is connected to the cavity made between the inner end of the rotary wheel and the end of the fixed disk, and the inner bore of the rotary wheel in which the disks are located , on the pressure side of the line is made with an annular ledge that interacts with the thrust flange of the rotary disk, which allows you to transfer the unloading force to the rotary disk, thereby reducing the force of disk compression.

Предлагаемое техническое решение позволяет разгрузить поворотное колесо от осевой нагрузки под действием давления рабочей среды в напорной магистрали и обеспечить оптимальную силу сжатия притертых рабочих поверхностей дисков, тем самым уменьшить износ дисков, исключить торцовое трение от осевого усилия на колесе и значительно снизить крутящий момент на приводе.The proposed technical solution allows to unload the rotary wheel from axial load under the influence of the working medium pressure in the pressure line and provide optimal compression force of the grinding working surfaces of the disks, thereby reducing wear of the disks, eliminating mechanical friction from the axial force on the wheel and significantly reducing the torque on the drive.

На фиг.1 изображен дроссель регулируемый прямоточный многопроходный в осевом сечении; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.Figure 1 shows an adjustable throttle throttle multi-pass in axial section; figure 2 is a section aa in figure 1.

Дроссель регулируемый прямоточный многопроходный состоит из корпуса 1, входной и выходной торцовых крышек 2 и 3, соответственно соединенных с напорной и выходной магистралями, червяка 4, поворотного червячного колеса 5, жестко соединенного с поворотным диском 6, диска 7, неподвижно установленного относительно выходной торцевой крышки 3, и корпуса 1, подпружиненного прижимного кольца 8. Канал 9 соединяет напорную магистраль с разгрузочной полостью 10, а канал 11 соединяет выходную магистраль с полостью 12. Червячное колесо 5 выполнено с кольцевым уступом 13, который взаимодействует с упорным фланцем подвижного диска 6.The throttle adjustable direct-flow multipass consists of a housing 1, input and output end caps 2 and 3, respectively connected to the pressure and output lines, a worm 4, a rotary worm wheel 5, rigidly connected to a rotary disk 6, a disk 7, which is fixedly mounted relative to the output end cover 3, and the housing 1, a spring-loaded clamping ring 8. Channel 9 connects the pressure line to the discharge cavity 10, and channel 11 connects the output line to the cavity 12. The worm wheel 5 is made with an annular Stupa 13 which cooperates with a thrust flange of the movable disc 6.

Дроссель работает следующим образом.The throttle operates as follows.

Исходное положение: дроссель открыт - отверстия в дисках 6 и 7 совмещены, а диски поджаты друг к другу подпружиненным прижимным кольцом 8 и потоком проходящей через дроссель рабочей среды. По перепускному каналу 9 давление в напорной магистрали передается в полость 10, а давление в выходной магистрали по каналу 11 передается в полость 12. При этом давления в напорной и выходной магистралях примерно равны, а усилие, воздействующее на червячное колесо со стороны полости 10, уравновешивается усилием, воздействующим на червячное колесо со стороны полости 12, и усилием, воздействующим на торец червячного колеса, со стороны напорной магистрали. Подпружиненное прижимное кольцо 8 обеспечивает сжатие рабочего стыка дисков 6 и 7 при минимальном давлении в напорной магистрали и минимальном расходе среды через дроссель. Таким образом, исключается возможность раскрытия дисков 6 и 7 и смещения червячного колеса от воздействия давления рабочей среды относительно его статического положения, независимо от величины этого давления.Starting position: the throttle is open - the holes in the disks 6 and 7 are aligned, and the disks are pressed together by a spring-loaded clamping ring 8 and the flow of the working medium passing through the throttle. Through the bypass channel 9, the pressure in the pressure line is transmitted to the cavity 10, and the pressure in the output line through the channel 11 is transferred to the cavity 12. The pressures in the pressure and output lines are approximately equal, and the force acting on the worm wheel from the side of the cavity 10 is balanced the force acting on the worm wheel from the side of the cavity 12, and the force acting on the end face of the worm wheel, from the pressure line. The spring-loaded clamping ring 8 provides compression of the working joint of the disks 6 and 7 with a minimum pressure in the pressure line and a minimum flow rate of the medium through the throttle. Thus, the possibility of opening the disks 6 and 7 and the displacement of the worm wheel from the influence of the pressure of the working medium relative to its static position, regardless of the magnitude of this pressure, is excluded.

При регулировании или закрытии дросселя прямоточного многопроходного червячное колесо 5 с поворотным диском 6 поворачивается с помощью червяка 4 на соответствующий угол, при этом отверстия в дисках 6 и 7 взаимно перекрываются, обеспечивая в крайнем положении полное перекрытие потока рабочей среды. По мере перекрытия проходного сечения дисков 6 и 7 увеличивается перепад давления между напорной и выходной магистралями, уменьшается давление в полости 12, при сохранении или увеличении давления в напорной магистрали и в полости 10. Повышение усилия сжатия дисков 6 и 7, за счет увеличения перепада давления, частично компенсируется увеличением осевого усилия на поворотном червячном колесе из-за разности давлений в полостях 10 и 12, которое посредством кольцевого уступа 13 на червячном колесе 5 передается на фланец подвижного диска 6. Усилие сжатия дисков 6 и 7 достигает оптимального расчетного значения при полном закрытии дисков, обеспечивая герметичность дисков при минимально возможном крутящем моменте на приводе поворотного механизма.When adjusting or closing the throttle, a direct-flow multi-pass worm wheel 5 with a rotary disk 6 is rotated with the help of the worm 4 at an appropriate angle, while the holes in the disks 6 and 7 are mutually overlapping, ensuring in the extreme position the flow medium is completely blocked. As the passage section of the disks 6 and 7 overlaps, the pressure drop between the pressure and output lines increases, the pressure in the cavity 12 decreases, while maintaining or increasing the pressure in the pressure line and in the cavity 10. Increasing the compression force of the disks 6 and 7, by increasing the pressure drop , partially offset by an increase in axial force on the rotary worm wheel due to the pressure difference in the cavities 10 and 12, which is transmitted to the flange of the movable disk 6 through the annular step 13 on the worm wheel 5. I discs 6 and 7 reaches the optimum design value at full closure disks, providing a sealing disk at the lowest possible torque on the rotary drive mechanism.

Claims

1. Throttle adjustable direct-flow multi-pass, comprising a housing, input and output end caps, respectively connected to the pressure and output lines, a rotary wheel with a drive, locking and regulating disks with mutually ground ends and passage holes, one of which is fixedly mounted relative to the output cover and housing, and the other is movably rotatably with a rotary wheel, fastening and sealing elements, characterized in that the pressure line is connected to the unloading a cavity made between the end face of the output cover and the end face of the rotary wheel, the output line is connected to a cavity made between the inner end face of the rotary wheel and the end face of the fixed disk, and the inner bore of the rotary wheel in which the disks are located is made with an annular ledge on the pressure line side, which interacts with a persistent flange of a rotary disk.

2. The throttle according to claim 1, characterized in that between the end of the inlet cover and the end of the movable disk is installed a pressure element in the form of a spring-loaded pressure ring.