RU2333408C2

RU2333408C2 - Parallel gate

Info

Publication number: RU2333408C2
Application number: RU2006135835/06A
Authority: RU
Inventors: Владимир Ашотович Куранов; Анатолий Петрович Куршин; Владимир Васильевич Макаров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ИНТЕРАРМ Инжиниринг"
Priority date: 2006-10-11
Filing date: 2006-10-11
Publication date: 2008-09-10
Also published as: RU2006135835A

Abstract

FIELD: mechanics.

SUBSTANCE: invention relates to stop valves production. The device incorporates seats, a flat gate, working medium channel, cylinders with ring pistons and a gate sealing. The cylinders with rung pistons are aligned with the working medium channels. Their travel are controlled by an air- or fluid-driven system. The said cylinders are furnished with two-stage pistons. The cylinders control system represents either an independent system or a set of channels. The channels communicate the above-the-cylinder spaces on the side of feed channel and below the cylinder piston on the side of discharge channel with the feed channel. The chambers under cylinder on the feed channel side and below the piston on the discharge channel communicate with the discharge channel. The cylinders are either built in the device casing or represent separate assemblies. The latter are arranged on the cylinder end faces of the gate side, the latter between arranged between the casing walls and the gate. The seat are arranged on the cylinder end faces on the gate side.

EFFECT: simplification of design, higher reliability and longer life.

3 dwg

Description

Изобретение относится к области арматуростроения и может быть использовано при создании задвижек параллельных различного назначения.The invention relates to the field of valve engineering and can be used to create valves parallel to various purposes.

Широко известны задвижки параллельные, содержащие седла, скрепленные с корпусом задвижки или подпружиненные, плоский затвор, уплотнения для герметизации затвора, каналы для прохода рабочей среды. При открывании и закрывании задвижки затвор опирается на седло и трется о его торец. При этом вся осевая сила от перепада давления на затворе передается на торец седла, который одновременно является элементом уплотнения затвора (см., например, Д.Ф.Гуревич, О.Н.Шпаков. Справочник конструктора трубопроводной арматуры. Л., Машиностроение, 1987 г.; патент РФ №2201546, кл. F16K 3/02).Widely known valves are parallel, containing seats, fastened to the valve body or spring-loaded, a flat shutter, seals for sealing the shutter, channels for the passage of the working medium. When opening and closing the valve, the shutter rests on the saddle and rubs against its end. In this case, the entire axial force from the pressure drop across the valve is transmitted to the end face of the seat, which is also an element of the valve seal (see, for example, D.F. Gurevich, O.N. Shpakov. Pipeline valve designer reference book. L., Mechanical Engineering, 1987 g .; RF patent No. 2201546, class F16K 3/02).

Недостатком известных устройств является интенсивный износ уплотнений, недостаточные надежность и ресурс.A disadvantage of the known devices is the intensive wear of the seals, insufficient reliability and resource.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является задвижка, содержащая цилиндры с кольцевыми поршнями, соосными с каналами для прохода рабочей среды, с тремя независимыми камерами управления, с пневмо- или гидросистемой перемещения и нагружения поршней и элементами уплотнения на торцах поршней для герметизации затвора (патент US №3610569А, кл. F16K 3/02, 05.10.1971 г., с.9).The closest in technical essence to the claimed device is a valve containing cylinders with annular pistons, coaxial with channels for the passage of the working medium, with three independent control chambers, with a pneumatic or hydraulic system for moving and loading the pistons and sealing elements on the ends of the pistons to seal the shutter ( US patent No. 3610569A, CL F16K 3/02, 10/05/1971, S. 9).

Недостатком известного устройства является сложность конструкции.A disadvantage of the known device is the design complexity.

Задачей заявленного изобретения и техническим результатом, достигаемым при решении задачи, является упрощение конструкции затвора и упрощение эксплуатации задвижки.The objective of the claimed invention and the technical result achieved in solving the problem is to simplify the design of the shutter and simplify the operation of the valve.

Решение задачи и указанный технический результат достигаются тем, что в устройстве, содержащем седла, плоский затвор, каналы для прохода рабочей среды, цилиндры с кольцевыми поршнями, соосными с каналами для прохода рабочей среды, с пневмо- или гидросистемой управления их перемещением и нагружением и элементами уплотнения для герметизации затвора на торцах поршней, цилиндры выполнены в виде цилиндров с двухступенчатым поршнем и системой их управления либо в виде автономной системы, либо в виде системы каналов, которые сообщают камеры над поршнем цилиндра со стороны подводящего канала и под поршнем цилиндра со стороны отводящего канала с подводящим каналом, а камеры под поршнем со стороны подводящего канала и под поршнем со стороны отводящего канала - с отводящим каналом, при этом цилиндры либо встроены в корпус устройства, либо выполнены в виде отдельных агрегатов, которые установлены между стенками корпуса и затвором, а седла организованы на торцах цилиндров со стороны затвора.The solution of the problem and the specified technical result are achieved by the fact that in a device containing seats, a flat shutter, channels for the passage of the working medium, cylinders with ring pistons coaxial with the channels for the passage of the working medium, with a pneumatic or hydraulic control system for their movement and loading and elements seals for sealing the shutter at the ends of the pistons, the cylinders are made in the form of cylinders with a two-stage piston and their control system either in the form of an autonomous system or in the form of a system of channels that communicate with the camera the piston of the cylinder on the inlet channel side and under the cylinder piston on the side of the outlet channel with the inlet channel, and the chambers under the piston on the side of the inlet channel and under the piston on the side of the outlet channel - with the outlet channel, while the cylinders are either integrated into the device’s housing or in the form of separate units that are installed between the walls of the housing and the shutter, and the saddles are organized at the ends of the cylinders on the side of the shutter.

Схемы предлагаемых вариантов устройств приведены на фиг.1, 2, 3.Schemes of the proposed device options are shown in figure 1, 2, 3.

Устройства на фиг.1, 2, 3 (изображены в закрытом положении) содержат седла 1, 2, плоский затвор 3, дополнительные уплотнения 4, 5 для герметизации затвора 3, каналы 6, 7 для прохода рабочей среды, цилиндры с кольцевыми двухступенчатыми поршнями 8, 9, соосными с каналами для прохода рабочей среды, систему для перемещения поршней 8, 9 вдоль оси задвижки в одну и другую стороны. Диаметры уплотнений 4, 5 превышают диаметр седел 1, 2. Элементы уплотнений 4, 5 располагаются на торцах поршней 8, 9 со стороны затвора и на поверхности затвора. Элементы уплотнений 4, 5, которые располагаются на затворе 3, могут быть заглублены относительно частей поверхностей 10, 11 затвора 3, которые трутся о торцы седел 1, 2. Система перемещения поршней 8, 9 может быть выполнена либо в виде системы каналов 12, 13, 14, 15 (см. вариант фиг.1), которые сообщают камеры 16, 17 над поршнем 8 цилиндра со стороны подводящего канала 6 и под поршнем 9 цилиндра со стороны отводящего канала 7 с подводящим каналом 6, а камеры 18, 19 над поршнем 8 со стороны подводящего канала 6 и под поршнем 9 со стороны отводящего канала 7 - с отводящим каналом 7, либо в виде пневмо- или гидросистемы 20 с автономным управлением (см.вариант фиг.2). Цилиндры с поршнями 8, 9 либо встроены в корпус устройства (см. варианты фиг.1 и 2), либо выполнены в виде отдельных агрегатов 21, 22, которые установлены между стенками корпуса устройства и затвором, а седла организованы на торцах 21, 22 цилиндров со стороны затвора (см. вариант фиг.3). Соотношение диаметров двухступенчатых поршней 8, 9 определяется исходя из того, чтобы при работе устройства обеспечивались контактные напряжения в элементах уплотнений 4, 5, требуемые для обеспечения герметичности затвора.The devices in figures 1, 2, 3 (shown in the closed position) contain seats 1, 2, a flat shutter 3, additional seals 4, 5 for sealing the shutter 3, channels 6, 7 for the passage of the working medium, cylinders with annular two-stage pistons 8 , 9, coaxial with the channels for the passage of the working medium, a system for moving the pistons 8, 9 along the axis of the valve in one or the other direction. The diameters of the seals 4, 5 exceed the diameter of the seats 1, 2. The elements of the seals 4, 5 are located on the ends of the pistons 8, 9 on the side of the valve and on the surface of the valve. The elements of the seals 4, 5, which are located on the valve 3, can be deepened relative to parts of the surfaces 10, 11 of the valve 3, which rub against the ends of the seats 1, 2. The piston movement system 8, 9 can be made either in the form of a system of channels 12, 13 , 14, 15 (see the variant of FIG. 1), which communicate with the chambers 16, 17 above the piston 8 of the cylinder from the inlet channel 6 and under the piston 9 of the cylinder from the side of the outlet channel 7 with the inlet channel 6, and chambers 18, 19 above the piston 8 from the inlet channel 6 and under the piston 9 from the outlet channel 7 - with outlet to anal 7, or in the form of a pneumatic or hydraulic system 20 with autonomous control (see option 2). Cylinders with pistons 8, 9 are either integrated into the device body (see variants of FIGS. 1 and 2), or are made in the form of separate units 21, 22, which are installed between the walls of the device body and the shutter, and the saddles are arranged at the ends of the cylinders 21, 22 from the side of the shutter (see variant of figure 3). The ratio of the diameters of the two-stage pistons 8, 9 is determined based on the fact that when the device is operating, contact stresses in the seal elements 4, 5 are required, which are necessary to ensure the shutter tightness.

Устройство, выполненное по схеме фиг.1, при перекрывании канала работает следующим образом. При полностью открытом устройстве практически отсутствуют контактные усилия в уплотнениях 4, 5, а также между затвором 3 и седлами 1, 2. По мере перемещения затвора на перекрывание канала уменьшается давление рабочей среды в отводящем канале 7, появляется и увеличивается осевая сила, которая прижимает затвор к седлу 2. При этом давление в камерах 18, 19 уменьшается и поршень 8 прижимает уплотнение 4 к затвору, а поршень 9 смещается вправо, освобождая уплотнение 5 от контакта с затвором. К моменту, когда затвор полностью перекроет канал для прохода рабочей среды, напряжения в уплотнении 4 достигают максимального (требуемого) значения, которое обеспечивает герметичность стыка «торец поршня 8 - затвор». При этом стык «затвор-седло» также работает как уплотнение затвора; уплотнение 4 скользит по поверхности затвора, которая не соприкасается с седлом 1; контактные напряжения в уплотнении 4 существенно меньше контактных напряжений между затворам и седлом 2; уплотнение 5 в герметизации затвора не участвует.The device made according to the scheme of figure 1, when blocking the channel works as follows. When the device is fully open, there is practically no contact force in the seals 4, 5, and also between the valve 3 and the seats 1, 2. As the valve moves to block the channel, the pressure of the working medium in the discharge channel 7 decreases, an axial force appears and increases, which presses the valve to the seat 2. In this case, the pressure in the chambers 18, 19 decreases and the piston 8 presses the seal 4 against the valve, and the piston 9 moves to the right, freeing the seal 5 from contact with the valve. By the time the shutter completely blocks the channel for the passage of the working medium, the stresses in the seal 4 reach the maximum (required) value, which ensures the tightness of the joint "piston end 8 - shutter". In this case, the “shutter-seat” joint also works as a shutter seal; the seal 4 slides over the surface of the shutter, which does not come in contact with the seat 1; the contact stresses in the seal 4 are significantly less than the contact stresses between the valves and the seat 2; the seal 5 is not involved in sealing the shutter.

При изменении направления движения рабочей среды на противоположное тому, которое указано на фиг.1, затвор скользит по седлу 1, и работает уплотнение 5, а уплотнение 4 не участвует в герметизации затвора. При открывании затвора процесс взаимодействия элементов устройства происходит в обратной последовательности с описанной выше.When the direction of movement of the working medium is opposite to that indicated in Fig. 1, the shutter slides along the seat 1, and the seal 5 works, and the seal 4 does not participate in sealing the shutter. When you open the shutter, the process of interaction of the elements of the device occurs in the reverse order as described above.

В случае варианта устройства по схеме фиг.2, когда управление движением поршней осуществляется с помощью автономной системы управления 20, герметизация затвора с помощью уплотнения 4 может осуществляться после того, как затвор полностью перекрыл канал.In the case of a variant of the device according to the scheme of FIG. 2, when the movement of the pistons is controlled using an autonomous control system 20, the shutter can be sealed with a seal 4 after the shutter has completely blocked the channel.

Использование изобретения позволяет упростить конструкцию затвора, обеспечить двухкаскадность уплотнения, уменьшить силы трения между уплотнением и затвором при его перемещении, повысить надежность и ресурс устройства.The use of the invention allows to simplify the design of the shutter, to ensure two-stage sealing, to reduce the friction forces between the seal and the shutter during its movement, to increase the reliability and service life of the device.

Claims

A parallel valve containing seats, a flat shutter, channels for the passage of the working medium, cylinders with annular pistons, coaxial with channels for the passage of the working medium, with a pneumatic or hydraulic control system for their movement and loading, and sealing elements for sealing the shutter at the ends of the pistons, characterized in that the cylinders are made in the form of cylinders with a two-stage piston and their control system either in the form of an autonomous system or in the form of a system of channels that communicate with the supply chamber above the cylinder piston of the channel and under the piston of the cylinder on the side of the outlet channel with the inlet channel, and the chambers under the piston on the side of the inlet channel and under the piston on the side of the outlet channel with the outlet channel, while the cylinders are either integrated in the device’s body or are made in separate units, which are installed between the walls of the housing and the shutter, and the saddles are organized at the ends of the cylinders on the side of the shutter.