RU2342581C1

RU2342581C1 - Four-way directional valve

Info

Publication number: RU2342581C1
Application number: RU2007115287/06A
Authority: RU
Inventors: В чеслав Васильевич Сергеев (RU); Вячеслав Васильевич Сергеев
Priority date: 2007-04-23
Filing date: 2007-04-23
Publication date: 2008-12-27

Abstract

FIELD: construction, pipeline.

SUBSTANCE: invention pertains to pipeline fitting and is intended to industrial facilities using branched air duct network, such as, mining enterprising and metal-work factories, etc. Four - way directional valve contains two lids, baffles forming cavities for controlled fluid and two membranes. Membranes are set between the baffle and the lids. Directional valve is additionally equipped with a frame, nets with size of the openings equal to the thickness of the membrane, spacer plates and controlling two-way taps. One baffle is arranged upright in the fame. The other is arranged along the diagonal of the frame. Both baffles are connected with each other in conjunction forming three cavities. In the frame of the first cavity there is a through exit on both sides of the frame. In two others cavities exit is made onto one of the opposite sides of the frame. In the frame of each of the cavities there are openings for input and output of the controlled liquid. There is an additional opening from the side of the cavity having a through exit onto both sides of the frame. This opening is connected to the pipeline through a three-port with controlling two-way taps.

EFFECT: reliability enhancement, design simplification, lowering labor intensity of manufacture and operation of the directional valve and increasing its service life.

4 dwg

Description

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для промышленных предприятий, использующих разветвленную воздухопроводную сеть, таких как горнодобывающие предприятия, металлообрабатывающие заводы и так далее.The invention relates to pipe fittings and is intended for industrial enterprises using an extensive air supply network, such as mining enterprises, metal processing plants and so on.

Известен кран надувной для трубопроводов с дистанционным управлением, содержащий корпус с фланцем и двумя проходными, подводящим и отводящим, патрубками, крышку со штуцером для управляющей среды и зажатую между фланцем корпуса и крышкой мембрану (см. патент RU №2152551, МПК⁸F16К 7/17, опубл. 10.07.2000 г.).Known inflatable crane for pipelines with remote control, comprising a housing with a flange and two passage, inlet and outlet, nozzles, a cover with a fitting for the control medium and a membrane clamped between the housing flange and the cover (see patent RU No. 2152551, IPC ⁸ F16K 7 / 17, published on July 10, 2000).

Недостатками данного устройства являются сложность изготовления корпуса, большой ход мембраны, низкая надежность и малый срок службы, а также необходимость наличия дополнительной управляющей среды.The disadvantages of this device are the complexity of the manufacture of the housing, the large stroke of the membrane, low reliability and short service life, as well as the need for an additional control medium.

Известно диафрагменное запорное устройство, содержащее две крышки, перегородки, образующие полости для управляемой жидкости, и две мембраны, расположенные между перегородкой и крышками (см. патент RU №2053427, МПК⁸F16К 7/17, опубл. 27.01.1996 г.).Known diaphragm locking device containing two covers, partitions, forming a cavity for a controlled fluid, and two membranes located between the partition and covers (see patent RU No. 2053427, IPC ⁸ F16K 7/17, publ. 01.27.1996).

Недостатками прототипа являются сложность изготовления корпуса и крышек, большой ход мембран, необходимость наличия дополнительной управляющей среды.The disadvantages of the prototype are the complexity of manufacturing the housing and covers, the large stroke of the membranes, the need for an additional control environment.

Задачей предлагаемого технического решения является создание надежного, простого в изготовлении и эксплуатации, долговечного четырехходового распределителя.The objective of the proposed technical solution is to create a reliable, easy to manufacture and operate, durable four-way distributor.

Решение технической задачи достигается тем, что в известном четырехходовом распределителе, содержащем две крышки, перегородки, образующие полости для управляемой жидкости, и две мембраны, расположенные между перегородкой и крышками, согласно изобретению он дополнительно снабжен корпусом, сетками с отверстиями с размерами, равными толщине мембраны, проставками и управляющими двухходовыми кранами, при этом перегородки в корпусе выполнены одна вертикальной, а другая диагональной и соединены друг с другом встык, образуя три полости, причем в корпусе первой полости выполнен сквозной выход на обе стороны корпуса, а в двух других на одну из противоположных сторон корпуса, причем в корпусе каждой полости выполнены отверстия для подвода или отвода управляемой жидкости, и дополнительно выполнено отверстие со стороны полости, имеющей сквозной выход на обе стороны корпуса, соединенное трубопроводом через тройник с управляющими двухходовыми кранами.The solution to the technical problem is achieved by the fact that in the known four-way dispenser containing two covers, partitions, forming cavities for the controlled fluid, and two membranes located between the partition and covers, according to the invention it is additionally equipped with a housing, grids with openings with dimensions equal to the thickness of the membrane , spacers and control two-way valves, while the partitions in the housing are made one vertical and the other diagonal and connected to each other end-to-end, forming three cavities, comb m in the housing of the first cavity, a through exit is made on both sides of the housing, and in the other two on one of the opposite sides of the housing, and in the housing of each cavity, holes are made for supplying or discharging a controlled fluid, and an additional hole is made from the side of the cavity having a through exit to both sides of the body, connected by a pipe through a tee to control two-way valves.

Данное устройство позволит повысить надежность, упростить конструкцию, снизить трудоемкость при изготовлении и эксплуатации и увеличить срок его службы.This device will improve reliability, simplify the design, reduce the complexity in the manufacture and operation and increase its service life.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан вид сверху, разрез Б-Б на фиг.2. На фиг.2 - разрез вдоль распределителя, разрез А-А на фиг.1. На фиг.3 - разрез В-В на фиг.2. На фиг.4 - внешний вид (фото) распределителя.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a top view, section bB in figure 2. Figure 2 is a section along the distributor, section aa in figure 1. Figure 3 is a section bb in figure 2. Figure 4 - appearance (photo) of the dispenser.

Четырехходовой распределитель состоит из корпуса 1, сеток 2, 3, проставок 4, 5, мембран 6, 7 и крышек 8, 9, соединенных между собой болтами 10. Корпус имеет три изолированных друг от друга полости 11, 12, 13, причем одна полость 11 имеет сквозной выход на обе стороны корпуса 1, а две других 12 и 13 - на одну из противоположных сторон корпуса 1, и между собой разделены диагональной перегородкой 14 и вертикальной перегородкой 15. В корпусе каждой полости выполнены отверстия 16, 17, 18 для подвода или отвода управляемой (коммутируемой) жидкости. В крышках 8, 9 выполнены отверстия 19, 20. Эти отверстия в корпусе 1 полости 11 соединены трубопроводами с дополнительным отверстием 23 через управляющие краны 21, 22, которые между собой соединены тройником 24 (см. фиг.4).The four-way distributor consists of a housing 1, grids 2, 3, spacers 4, 5, membranes 6, 7 and covers 8, 9, interconnected by bolts 10. The housing has three cavities 11, 12, 13 isolated from each other, with one cavity 11 has a through exit on both sides of the housing 1, and the other two 12 and 13 on one of the opposite sides of the housing 1, and are separated by a diagonal partition 14 and a vertical partition 15. Holes 16, 17, 18 are made in the housing of each cavity for supply or drainage of controlled (switched) fluid. Holes 19, 20 are made in the lids 8, 9. These holes in the housing 1 of the cavity 11 are connected by pipelines to an additional hole 23 through control valves 21, 22, which are interconnected by a tee 24 (see Fig. 4).

Четырехходовой распределитель работает следующим образом.Four-way valve operates as follows.

Четырехходовой распределитель может полностью перекрыть поток жидкости или газа; распределять поток в двух направлениях одновременно; распределять поток в двух направлениях попеременно; соединять потоки (смешивать) одновременно; направлять потоки из двух направлений в один трубопровод попеременно.The four-way valve can completely block the flow of liquid or gas; distribute the flow in two directions at the same time; distribute the flow in two directions alternately; connect streams (mix) at the same time; direct flows from two directions into one pipeline alternately.

Например, четырехходовой распределитель предназначен для коммутации потока сжатого воздуха, который подведен к отверстию 16. Чтобы перекрыть поток сжатого воздуха необходимо управляющие краны 21 и 22, соединенные между собой с помощью тройника 24 трубопроводами, открыть так, чтобы соединить отверстие 23 в полости 11 с отверстиями 19 и 20 в крышках 8, 9. Тогда сжатый воздух, заполняя полость 11, одновременно будет заполнять полости 12, 13 в крышках 8, 9 распределителя. Мембраны 6 и 7 начнут прогибаться за счет действующих на них сил к соответствующим сеткам 2 и 3 и перекроют отверстия в них, что в свою очередь остановит начавшееся движение сжатого воздуха из полости 11 в полости 12 и 13 корпуса 1. Прогиб мембран 6 и 7 в сторону сеток в данном случае произойдет за счет того, что площадь мембран 6 и 7 со стороны крышек 8 и 9 больше, чем со стороны сеток 2 и 3. Площадь воздействия сжатого воздуха на мембраны 6 и 7 со стороны сеток равна сумме площадей отверстий в сетках 2 и 3, а площадь воздействия сжатого воздуха на мембраны 6 и 7 со стороны крышек 8 и 9 равна площади всей крышки, поэтому сила воздействия на мембрану со стороны крышек 8, 9 будет больше.For example, a four-way distributor is designed to switch the flow of compressed air, which is connected to the hole 16. To shut off the flow of compressed air, control valves 21 and 22 are connected to each other by a tee 24 by pipelines, open so as to connect the hole 23 in the cavity 11 with the holes 19 and 20 in the caps 8, 9. Then the compressed air filling the cavity 11 will simultaneously fill the cavities 12, 13 in the caps 8, 9 of the distributor. The membranes 6 and 7 will begin to bend due to the forces acting on them to the corresponding grids 2 and 3 and block the holes in them, which in turn will stop the movement of compressed air from the cavity 11 in the cavity 12 and 13 of the housing 1. The deflection of the membranes 6 and 7 in the side of the nets in this case will be due to the fact that the area of the membranes 6 and 7 from the side of the covers 8 and 9 is larger than from the side of the nets 2 and 3. The area of the impact of compressed air on the membranes 6 and 7 from the side of the nets is the sum of the areas of the holes in the nets 2 and 3, and the area of impact of compressed air on the membrane 6 and 7 from the side of the covers 8 and 9 is equal to the area of the entire cover, therefore, the force acting on the membrane from the side of the covers 8, 9 will be greater.

Чтобы обеспечить подачу сжатого воздуха, например, только в правое отверстие 17 (см. фиг.3 и фиг.4), необходимо обеспечить доступ сжатого воздуха в полость 12, оставив управляющий кран 22 в прежнем положении. С этой целью необходимо управляющим краном 21 (см. фиг.4) перекрыть доступ сжатого воздуха по трубопроводу из полости 11 через отверстие 23 к отверстию 19 в крышке 8 и выпустить остатки сжатого воздуха из полости крышки 8. Тогда сжатый воздух по трубопроводу из полости 11 через отверстия в сетке 2 отодвинет мембрану и попадет в полость 12 и далее в отверстие 17 распределителя.To ensure the supply of compressed air, for example, only in the right hole 17 (see figure 3 and figure 4), it is necessary to ensure access of compressed air to the cavity 12, leaving the control valve 22 in the same position. For this purpose, it is necessary to control the valve 21 (see Fig. 4) to block the access of compressed air through the pipe from the cavity 11 through the hole 23 to the hole 19 in the cover 8 and release the remaining compressed air from the cavity of the cover 8. Then, the compressed air through the pipe from the cavity 11 through the holes in the grid 2 will push the membrane and fall into the cavity 12 and then into the hole 17 of the distributor.

Чтобы обеспечить подачу сжатого воздуха в левое отверстие 18 (см. фиг.3 и фиг.4), необходимо обеспечить доступ сжатого воздуха в полость 13 и перекрыть подачу воздуха в полость 12. Для этого необходимо поменять положение управляющих кранов 21 и 22 на противоположные. Управляющий кран 21 открывают, соединив отверстие 23 с отверстием 19 в крышке, а с помощью управляющего крана 22 (см. фиг.4) перекрывают доступ сжатого воздуха из полости 11 через отверстие 23 к отверстию 20 в крышке 9 и выпускают остатки сжатого воздуха из полости крышки 9. Тогда мембрана 6 прижмется к сетке 2, перекрывая отверстия в ней и, таким образом, доступ сжатого воздуха через нее из полости 11 в полость 12. Мембрана 7, напротив, отклонившись к крышке 9, даст возможность сжатому воздуху попасть через отверстия в сетке 3 из полости 11 в полость 13 и далее в отверстие 18 распределителя.In order to ensure the supply of compressed air to the left hole 18 (see Fig. 3 and Fig. 4), it is necessary to provide access of compressed air to the cavity 13 and to shut off the air supply to the cavity 12. To do this, it is necessary to reverse the position of the control valves 21 and 22. The control valve 21 is opened by connecting the hole 23 with the hole 19 in the lid, and with the help of the control valve 22 (see Fig. 4), the access of compressed air from the cavity 11 is blocked through the hole 23 to the hole 20 in the cover 9 and the remaining compressed air is discharged from the cavity covers 9. Then the membrane 6 is pressed against the grid 2, blocking the holes in it and, thus, the access of compressed air through it from the cavity 11 to the cavity 12. The membrane 7, on the contrary, deflected to the cover 9, will allow compressed air to enter through the holes in mesh 3 from cavity 11 to cavity 13 and beyond opening 18 of the distributor.

Чтобы обеспечить подачу сжатого воздуха и в правое отверстие 17, и в левое отверстие 18 (см. фиг.3 и 4) одновременно, необходимо с помощью управляющих кранов 21 и 22 (см. фиг.4) перекрыть доступ сжатого воздуха из полости 11 через отверстие 23 к отверстиям 19 и 20 в крышках 8 и 9 и выпустить остатки сжатого воздуха из полостей крышек 8 и 9. Мембраны 6 и 7, отклонившись к крышкам 8, 9, дадут возможность сжатому воздуху попасть через отверстия в сетках 2 и 3 из полости 11 одновременно в полости 12 и 13 и далее в отверстия 17 и 18 распределителя.In order to provide compressed air to both the right-hand hole 17 and the left-hand hole 18 (see FIGS. 3 and 4) at the same time, it is necessary to control the access of compressed air from the cavity 11 through the control valves 21 and 22 (see FIG. 4) hole 23 to the holes 19 and 20 in the lids 8 and 9 and release the remaining compressed air from the cavities of the lids 8 and 9. The membranes 6 and 7, deflecting to the lids 8, 9, will allow compressed air to get through the holes in the nets 2 and 3 from the cavity 11 simultaneously in the cavity 12 and 13 and further into the holes 17 and 18 of the distributor.

Чтобы обеспечить одновременное или разновременное смешение потоков, подводимых к отверстиям 17 и 18, необходимо заглушить отверстие 23 в полости 11 и обеспечить связь полости 12 с отверстием 19 в крышке 8 через кран 21 и полости 13 с отверстием 20 в крышке 9 через кран 22. При одновременном смешении краны 21 и 22 должны быть перекрыты и обеспечивать связь полостей крышек 8 и 9 с атмосферой. Смешанные потоки соединятся в отверстии 16. При разновременном (попеременном) смешении потоков необходимо, чтобы один из кранов был открыт, а второй закрыт и наоборот.To ensure simultaneous or simultaneous mixing of the flows supplied to the holes 17 and 18, it is necessary to plug the hole 23 in the cavity 11 and to ensure the connection of the cavity 12 with the hole 19 in the cover 8 through the valve 21 and the cavity 13 with the hole 20 in the cover 9 through the valve 22. When at the same time mixing the taps 21 and 22 must be closed and provide a connection of the cavities of the covers 8 and 9 with the atmosphere. Mixed flows will be connected in the hole 16. When mixing flows at different times (alternating), it is necessary that one of the taps is open, and the second is closed and vice versa.

Четырехходовой распределитель может быть выполнен практически любого размера и конфигурации. Полости в крышках 8 и 9 небольшого объема, поэтому краны 21 и 22 могут быть небольшого проходного сечения, как и трубопроводы, связанные с ними, могут иметь небольшой диаметр, размером которых можно регулировать время срабатывания распределителя.The four-way valve can be made in almost any size and configuration. The cavities in the covers 8 and 9 are of a small volume, therefore, the taps 21 and 22 can be of small cross-sectional area, as well as the pipelines connected with them, can have a small diameter, the size of which can control the response time of the distributor.

Проставки 4 и 5 служат для создания одинаковых условий для прогиба мембран в обе стороны, что очень важно для мембран, поработавших некоторое время.Spacers 4 and 5 serve to create the same conditions for the deflection of the membranes in both directions, which is very important for membranes that have worked for some time.

Четырехходовой распределитель используют для коммутации не только воздуха, но и любых газов и однородных жидкостей, если обеспечить соответствующую утилизацию управляющей среды после кранов 21 и 22 при выпуске остатков среды в атмосферу либо в случае использования для управления четырехходового распределителя сжатого воздуха. Тогда краны 21 и 22 соединяют с источником сжатого воздуха, имеющим давление, равное давлению коммутируемой среды, а отверстие 23 в корпусе необходимо заглушить.The four-way distributor is used for switching not only air, but also any gases and homogeneous liquids, if the control medium is properly disposed of after the taps 21 and 22 when the residual medium is released into the atmosphere or if a four-way compressed air distributor is used for control. Then the taps 21 and 22 are connected to a source of compressed air having a pressure equal to the pressure of the switched medium, and the hole 23 in the housing must be plugged.

Использование предлагаемого четырехходового распределителя позволит по сравнению с прототипом повысить надежность, упростить конструкцию, снизить трудоемкость при изготовлении и эксплуатации и увеличить срок его службы.Using the proposed four-way distributor will allow, in comparison with the prototype, to increase reliability, simplify the design, reduce the complexity in the manufacture and operation and increase its service life.

Claims

A four-way distributor containing two covers, partitions forming cavities for the controlled fluid, and two membranes located between the partition and the covers, characterized in that it is additionally equipped with a housing, grids with openings with dimensions equal to the thickness of the membrane, spacers and control two-way valves, while the partitions in the housing are made one vertical and the other diagonal and connected to each other in a joint, forming three cavities, and in the housing of the first cavity there is a through exit to both casing orons, and in the other two, on one of the opposite sides of the casing, and in the casing of each cavity there are holes for supplying or discharging the controlled fluid and an additional hole is made on the side of the cavity having a through outlet on both sides of the casing, connected by a pipe through a tee to the control two-way cranes.