RU2376519C1

RU2376519C1 - Closure system for pipelines shut-off

Info

Publication number: RU2376519C1
Application number: RU2008148785/06A
Authority: RU
Inventors: Владимир Петрович Кольцов (RU); Владимир Петрович Кольцов; Александр Викторович Бухвалов (RU); Александр Викторович Бухвалов; Александр Геннадьевич Куницын (RU); Александр Геннадьевич Куницын
Priority date: 2008-12-10
Filing date: 2008-12-10
Publication date: 2009-12-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to piping accessories and can be used for pipelines shut-off of different purposes, through which it is transported liquid medium or gas. Closure system or pipelines shut-off of contains through casing with expansion and flexible sluice. Expansion of casing is implemented in the form of pipe bend, installed crosswise casing. In the capacity of sluice it is installed damped and fixed by ends bend of flexible elastic hose pipe so, that flow passage of casing intersects pipe bend in middle part from the side of major radius of band surface. Ratio of dimensions of casing and band of pipe are selected from the condition, in which flow passage of the device in open position is more or equal to section of connected pipes.

EFFECT: reduction of hydraulic friction and for design simplification of closure system.

3 dwg

Description

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано для перекрытия трубопроводов различного назначения, по которым транспортируется жидкая среда или газ.The invention relates to pipe fittings and can be used to shut off pipelines for various purposes, through which a liquid medium or gas is transported.

Известны шланговые или пережимные клапаны, принцип действия которых основан на том, что для перекрытия проходного сечения пережимается труба из эластичного материала (резины), расположенная в корпусе вентиля. Наличие шланга существенно облегчает герметизацию клапана. Как правило, такие устройства снабжены механическими ручными, электромеханическими, гидромеханическими или пневмомеханическими системами для перекрытия (пережатия) шланга [Конструирование и расчет трубопроводной арматуры, Гуревич Д.Ф. Изд-во «Машиностроение», 1968, стр.127].Hose or pinch valves are known, the principle of operation of which is based on the fact that a pipe of elastic material (rubber) located in the valve body is pinched to overlap the bore. The presence of a hose greatly facilitates the sealing of the valve. As a rule, such devices are equipped with mechanical manual, electromechanical, hydromechanical or pneumomechanical systems for closing (clamping) the hose [Design and calculation of pipe fittings, Gurevich DF Publishing House "Engineering", 1968, p.127].

Общим признаком этих клапанов с заявляемым устройством является использование эластичного шланга в конструкции клапана.A common feature of these valves with the claimed device is the use of an elastic hose in the valve design.

Основные недостатки таких клапанов - это сложность привода пережимного устройства и относительная дороговизна. Наиболее слабым звеном таких механизмов является шланг, воздействие жесткого металлического пережимного устройства на который существенно сокращает срок службы шланга.The main disadvantages of such valves are the complexity of the drive pinch device and the relative high cost. The weakest link in such mechanisms is the hose, the impact of a rigid metal pinch device on which significantly reduces the life of the hose.

Известное устройство для перекрытия трубопроводов во время ремонта - пневмозаглушки кордовые или эластичные, представляющие из себя емкости, заполняемые сжатым воздухом или водой (Бестраншейные методы восстановления водопроводных и водоотводящих сетей: Учеб. Пособие для вузов / С.В.Храменков, О.Г.Примин, В.А.Орлов. - М.: ТИМР, 2000. - 179 с.).A known device for blocking pipelines during repairs is cord plugs or flexible pneumatic plugs, which are containers filled with compressed air or water (Trenchless methods for restoring water supply and drainage networks: Textbook. Manual for universities / S.V. Khramenkov, O.G. Primin , V.A. Orlov .-- M .: TIMR, 2000 .-- 179 p.).

Общим признаком с заявляемым устройством является использование эластичного запорного устройства в виде емкости, заполняемой газом или водой.A common feature with the claimed device is the use of an elastic locking device in the form of a container filled with gas or water.

Однако это устройство перекрывает полностью трубу, а не шланг клапана или корпус запорного устройства. Такое устройство применяют только во время ремонта трубопроводов, и оно не приспособлено для стационарного использования.However, this device completely covers the pipe, not the valve hose or the closure body. Such a device is used only during the repair of pipelines, and it is not suitable for stationary use.

Известна конструкция запорного клапана, работающего путем пережима резинового вкладыша управляющей средой (вода или воздух), давлением в 10-12 кг/см², действующей на наружную поверхность резинового вкладыша [Конструирование и расчет трубопроводной арматуры, Гуревич Д.Ф. Изд-во «Машиностроение», 1968, рис.111, стр.132].A known design of a shut-off valve operating by pinching a rubber liner with a control medium (water or air), a pressure of 10-12 kg / cm ² acting on the outer surface of the rubber liner [Design and calculation of pipe fittings, Gurevich DF Publishing House "Engineering", 1968, Fig. 1111, p. 132].

Признаком известного устройства, совпадающего с признаком заявляемого, являются эластичные свойства запорного органа.A sign of the known device, which coincides with the sign of the claimed, are the elastic properties of the locking organ.

Недостатком является сложность конструкции и необходимость в дополнительном источнике сжатого воздуха или жидкости.The disadvantage is the design complexity and the need for an additional source of compressed air or liquid.

В качестве прототипа взято устройство по патенту РФ №2299373 F16K 7/07, 27/00 20.05.2007, охарактеризованное пунктом 7 формулы изобретения, сущность которого заключается в следующем: в шланговом клапане, содержащем криволинейный корпус с проходным шлангом и расширением, в котором установлено пережимное устройство в виде прямого глухого шланга большего диаметра, чем проходной шланг, пережимной шланг соединен с возможностью поочередного перекрытия с входом и выходом клапана.As a prototype, the device according to the patent of the Russian Federation No. 2299373 F16K 7/07, 27/00 05/20/2007, characterized by paragraph 7 of the claims, the essence of which is as follows: in a hose valve containing a curved housing with a passage hose and an extension, which is installed pinch device in the form of a straight blind hose of a larger diameter than the inlet hose, the pinch hose is connected with the possibility of alternating overlapping with the inlet and outlet of the valve.

Общими признаками с заявляемым устройством являются наличие корпуса и запорного органа в виде эластичного глухого рукава.Common signs with the claimed device are the presence of a housing and a locking member in the form of an elastic blank sleeve.

К недостаткам устройства относится увеличенное гидравлическое сопротивление, обусловленное кривизной корпуса, и наличие проходного шланга, что усложняет конструкцию клапана и требует дополнительных усилий при пережатии шланга для обеспечения герметичности.The disadvantages of the device include increased hydraulic resistance due to the curvature of the housing, and the presence of a passage hose, which complicates the design of the valve and requires additional efforts when clamping the hose to ensure tightness.

Технический результат, на получение которого направлено изобретение, заключается в упрощении конструкции, повышении надежности, облегчении устройства и улучшении условий эксплуатации и обеспечении минимального гидравлического сопротивления устройства в открытом положении.The technical result to which the invention is directed is to simplify the design, increase reliability, facilitate the device and improve operating conditions and ensure minimum hydraulic resistance of the device in the open position.

Получение технического результата достигается тем, что в запорном устройстве для перекрытия трубопроводов с эластичным запорным органом в расширении корпуса, выполненного в виде колена трубы, установленного поперек корпуса, а в качестве запорного органа установлено заглушенное и закрепленное по концам в расширении корпуса колено эластичного упругого рукава таким образом, что проходное сечение корпуса пересекает колено трубы в средней части со стороны большего радиуса поверхности колена, а соотношение размеров корпуса и колена трубы выбираются так, что проходное сечение устройства в открытом положении больше или равно сечению соединяемых труб.Obtaining a technical result is achieved by the fact that in the locking device for blocking pipelines with an elastic locking body in the extension of the body, made in the form of a pipe elbow mounted across the body, and as a locking body, the elbow of the elastic sleeve is muffled and fixed at the ends in the extension of the body so so that the bore of the body crosses the bend of the pipe in the middle part from the side of the larger radius of the bend, and the ratio of the dimensions of the body and bend of the pipe are selected so that the cross section of the device in the open position is greater than or equal to the cross section of the connected pipes.

Выполнение запорного органа в виде глухого колена эластичного упругого рукава, установленного в расширении корпуса поперек рабочего прохода, позволяет легко открывать проходное сечение устройства путем деформации с выпуклой стороны колена за счет давления транспортируемого по трубам продукта без деформаций растяжения эластичной оболочки рабочего органа.The implementation of the locking body in the form of a blind elbow of an elastic flexible sleeve, installed in the extension of the housing across the working passage, makes it easy to open the passage section of the device by deformation from the convex side of the knee due to the pressure of the product transported through the pipes without tensile deformations of the elastic shell of the working body.

Закрепление по концам заглушенного колена не позволит движущемуся продукту сместить (затянуть) в отверстие оболочку колена и обеспечит при его наполнении жидкостью устойчивое положение (перекрытие проходного сечения) в корпусе устройства.The fastening at the ends of the muffled knee will not allow the moving product to displace (tighten) the knee shell in the hole and will ensure a stable position (overlapping the passage section) in the device case when filling it with liquid.

Пересечение проходным сечением корпуса в средней части колена со стороны большего радиуса поверхности колена позволяет при наименьшей деформации оболочки открыть большую площадь проходного сечения.The intersection of the passage section of the body in the middle part of the knee from the side of the larger radius of the knee surface allows for the smallest deformation of the shell to open a large area of the passage section.

Выбор соотношения размеров при условии, что проходное сечение корпуса равнялось или было больше сечения соединяемых труб, обеспечивает минимальное гидравлическое сопротивление устройства в открытом положении.The choice of the size ratio, provided that the bore of the casing was equal to or greater than the cross-section of the pipes to be connected, ensures the minimum hydraulic resistance of the device in the open position.

Таким образом, предлагаемое устройство уменьшает до минимума гидравлическое сопротивление и упрощается за счет исключения проходного шланга, а оригинальное размещение колена шланга относительно корпуса уменьшает усилие открытия устройства, что повышает надежность и улучшает условия эксплуатации.Thus, the proposed device minimizes hydraulic resistance and is simplified by eliminating the passage hose, and the original placement of the elbow of the hose relative to the housing reduces the opening force of the device, which increases reliability and improves operating conditions.

Отличием от прототипа является выполнение расширения в корпусе в виде колена трубы и выполнение эластичного запорного органа в виде колена рукава (шланга), закрепление его по концам в расширении, пересечение проходного сечения корпуса в средней части колена трубы со стороны большего радиуса его поверхности и выбор соотношения размеров корпуса и колена таким образом, что проходное сечение устройства в открытом положении больше или равно сечению соединяемых труб.The difference from the prototype is the expansion in the body in the form of a pipe elbow and the execution of an elastic locking element in the form of a sleeve elbow (hose), securing it at the ends in the extension, crossing the passage section of the body in the middle of the pipe elbow from the side of the larger radius of its surface and choosing the ratio the dimensions of the body and elbow in such a way that the through section of the device in the open position is greater than or equal to the section of the pipes to be connected.

Наличие отличительных признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого устройства критерию «новизна».The presence of distinctive features allows us to conclude that the claimed device meets the criterion of "novelty."

В технике широко используют шланги: армированные и неармированные, патрубки, краны в гидропневмоавтоматике и гидроприводах различного назначения для перемещения с помощью поршней и диафрагм разного рода исполнительных механизмов (Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов / Т.М.Башта, С.С.Руднев, Б.Б.Некрасов и др. - 2-е изд., перераб. - М.: Машиностроение, 1982, с.356). Известно и использование эластичных емкостей (торов, рукавов) в качестве запорных органов.Hoses are widely used in technology: reinforced and non-reinforced, pipes, valves in hydropneumatic automation and hydraulic drives for various purposes for moving various types of actuators using pistons and diaphragms (Hydraulics, hydraulic machines and hydraulic drives: Textbook for engineering universities / T.M. Bashta, S. S. Rudnev, B. B. Nekrasov et al. - 2nd ed., Revised. - M.: Mechanical Engineering, 1982, p. 356). The use of elastic containers (tori, sleeves) as locking organs is also known.

Однако совокупность признаков заявляемого изобретения, а именно установка в расширении корпуса, выполненного в виде колена трубы, в качестве запорного органа заглушенного и закрепленного по концам колена эластичного упругого рукава таким образом, что проходное сечение корпуса пересекает колено в средней части со стороны большего радиуса поверхности колена трубы, а соотношение размеров корпуса и колена трубы выбирается так, что проходное сечение устройства в открытом положении больше или равно сечению соединяемых труб, обеспечивает создание новых свойств запорного устройства, а именно минимальное гидравлическое сопротивление, упрощение конструкции, повышение надежности работы и улучшение эксплуатационных свойств, что свидетельствует о соответствии заявляемого изобретения критерию «изобретательский уровень».However, the totality of the features of the claimed invention, namely, the installation in the extension of the body, made in the form of a pipe bend, as a locking member of a muffled and fixed elastic ends of the sleeve at the ends of the knee so that the passage section of the body crosses the knee in the middle part from the side of the larger radius of the knee surface pipes, and the ratio of the dimensions of the body and the elbow of the pipe is selected so that the bore of the device in the open position is greater than or equal to the section of the connected pipes, provides building new features of the locking device, namely a minimum flow resistance, design simplification, increased reliability and improved performance properties that testifies the conformity of the claimed invention to the criterion "Inventive Level".

Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан основной вид устройства с разрезом по оси трубопровода в открытом положении; на фиг.2 показано поперечное сечение устройства (А-А) в открытом положении; на фиг.3 показан основной вид устройства с разрезом по оси трубопровода в закрытом положении.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows the main view of the device with a cut along the axis of the pipeline in the open position; figure 2 shows a cross section of the device (aa) in the open position; figure 3 shows the main view of the device with a cut along the axis of the pipeline in the closed position.

Конструктивно устройство представляет следующее. В корпусе 1 выполнено расширение в виде колена трубы 2, размещенного поперек проходного сечения корпуса 1. При этом размер диаметра колена трубы 2 превышает величину диаметра корпуса 1, а проходное сечение корпуса 1 устройства пересекает колено трубы 2 в средней его части со стороны большего радиуса колена трубы 2. В колене трубы 2 в качестве запорного органа установлено заглушенное и закрепленное по концам колено упругого эластичного рукава 3. Соотношение размеров колена упругого эластичного рукава 3 и корпуса 1 выбирается таким образом, что проходное сечение устройства в открытом положении больше или равно сечению соединяемых труб. Колено упругого эластичного рукава 3 закреплено по торцам в расширении корпуса 1 с помощью фланцев 4 и крышек 5. Для подачи и удаления рабочей среды из упругого эластичного колена рукава 3 на корпусе 1 установлен штуцер 6.Structurally, the device represents the following. In the housing 1, an extension was made in the form of a bend of the pipe 2 located across the passage section of the housing 1. In this case, the diameter of the bend of the pipe 2 exceeds the diameter of the housing 1, and the bore of the housing 1 of the device intersects the bend of the pipe 2 in its middle part from the side of the larger bend pipe 2. In the pipe elbow 2, a bent and fixed at the ends of the elbow of the elastic elastic sleeve 3 is installed as a locking member. The ratio of the sizes of the elbow of the elastic elastic sleeve 3 and the housing 1 is selected so that The cross section of the device in the open position is greater than or equal to the cross section of the connected pipes. The elbow of the elastic flexible sleeve 3 is fixed at the ends in the extension of the housing 1 with the help of flanges 4 and covers 5. To supply and remove the working medium from the elastic elastic elbow of the sleeve 3 on the housing 1, a fitting 6 is installed.

Устройство работает следующим образом. При закрытии устройства рабочая среда под давлением не менее давления в трубопроводе подается в полость упругого эластичного колена 3, которое расправляется и перекрывает рабочее сечение корпуса 1 устройства. Перекрытие устройства может осуществляться или вследствие упругих свойств материала упругого эластичного колена 3 и давления среды, подаваемого из трубопровода, или за счет большего давления от внешнего источника.The device operates as follows. When the device is closed, the working medium under pressure not less than the pressure in the pipeline is fed into the cavity of the elastic elastic elbow 3, which extends and overlaps the working section of the device body 1. Overlapping the device can be carried out either due to the elastic properties of the material of the elastic elastic elbow 3 and the pressure of the medium supplied from the pipeline, or due to greater pressure from an external source.

При открытии устройства давление в полости упругого эластичного колена 3 сбрасывается через штуцер 6, и за счет давления среды в трубопроводе эластичная оболочка упругого эластичного колена 3 со стороны большего радиуса колена трубы 2 деформируется и отходит, освобождая проходное сечение.When the device is opened, the pressure in the cavity of the elastic elastic elbow 3 is released through the nozzle 6, and due to the pressure of the medium in the pipeline, the elastic shell of the elastic elastic elbow 3 is deformed from the side of the larger radius of the elbow of the pipe 2 and releases, freeing the passage section.

Таким образом, предлагаемое устройство снижает гидравлическое сопротивление устройства и позволяет существенно упростить конструкцию, исключая использование каких-либо механических систем и, соответственно, необходимость изготовления сложных, дорогостоящих деталей, что повышает надежность, уменьшает металлоемкость и габариты, создает возможность использования устройства в трубопроводах больших диаметров, облегчает и упрощает его обслуживание и эксплуатацию.Thus, the proposed device reduces the hydraulic resistance of the device and allows you to significantly simplify the design, eliminating the use of any mechanical systems and, accordingly, the need to manufacture complex, expensive parts, which increases reliability, reduces metal consumption and dimensions, creates the possibility of using the device in pipelines of large diameters , facilitates and simplifies its maintenance and operation.

Claims

A locking device for blocking pipelines, comprising a passage housing with expansion and an elastic locking body, characterized in that the housing expansion is made in the form of a pipe bend installed across the body, and a bent and fixed elbow of the elastic sleeve is installed as a locking body, that the bore of the body intersects the bend of the pipe in the middle part from the side of the larger radius of the bend surface, and the ratio of the dimensions of the body and bend of the pipe is chosen so that The cross section of the device in the open position is greater than or equal to the cross section of the connected pipes.