RU2419014C2 - Control disk gate - Google Patents
Control disk gate Download PDFInfo
- Publication number
- RU2419014C2 RU2419014C2 RU2009123568/06A RU2009123568A RU2419014C2 RU 2419014 C2 RU2419014 C2 RU 2419014C2 RU 2009123568/06 A RU2009123568/06 A RU 2009123568/06A RU 2009123568 A RU2009123568 A RU 2009123568A RU 2419014 C2 RU2419014 C2 RU 2419014C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thin
- gap
- shutter
- rotary disk
- medium
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Shutters For Cameras (AREA)
- Details Of Valves (AREA)
- Sliding Valves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к запорной и регулирующей арматуре, в частности к затворам.The invention relates to valves and control valves, in particular to valves.
Известен затвор дисковый (заслонка), содержащий корпус, поворотный диск, связанный со штоком, уплотнительные элементы штока и поворотного диска (см. кн. Гуревич Д.Ф. Трубопроводная арматура. Справочное пособие. - Л.: Машиностроение, 1981, с.97-101).Known disk shutter (valve), comprising a housing, a rotary disk associated with the rod, sealing elements of the rod and rotary disk (see book. Gurevich DF Pipe fittings. Reference manual. - L .: Engineering, 1981, p. 97 -101).
Недостатком данной конструкции является то, что для регулирования расхода рабочей среды не обеспечивается равномерность или заданная расходная характеристика, особенно в момент открытия, закрытия затвора (нелинейность первые 15-20° поворота диска). Кроме того, при повышенных перепадах на затворе и при больших габаритах затвора необходимо увеличивать толщину поворотного диска, что значительно увеличивает сопротивление потоку и снижает на 20-40% коэффициент расхода затвора, что требует дополнительного увеличения его габаритов для обеспечения больших расходов среды. Для обеспечения регламентированной протечки в закрытом положении затвор должен иметь сложный с точки зрения изготовления уплотнительный узел, особенно при повышенных температурах рабочей среды, если диск установлен просто в трубе с зазором, протечка рабочей среды значительна.The disadvantage of this design is that to regulate the flow of the working medium, uniformity or a given flow characteristic is not provided, especially at the time of opening, closing the shutter (non-linearity of the first 15-20 ° of rotation of the disk). In addition, with increased differences on the shutter and with large dimensions of the shutter, it is necessary to increase the thickness of the rotary disk, which significantly increases the flow resistance and reduces the shutter flow rate by 20-40%, which requires an additional increase in its dimensions to ensure large flow rates of the medium. To ensure regulated leakage in the closed position, the shutter must have a sealing assembly that is difficult from the manufacturing point of view, especially at elevated temperatures of the working medium, if the disk is installed simply in the pipe with a gap, the working medium leak is significant.
Задачами изобретения являются: упрощение конструкции, расширение функциональных возможностей за счет обеспечения более широкого диапазона, заданного закона регулирования, плавности регулирования, снижение уровня шума и эрозионного износа элементов затвора потоком среды в момент открытия и закрытия его, упрощение технологии изготовления, увеличение коэффициента расхода для крупногабаритных затворов и при больших перепадах давления на поворотном диске.The objectives of the invention are: simplifying the design, expanding the functionality by providing a wider range, the specified regulation law, smooth regulation, reducing the noise level and erosive wear of the shutter elements by the medium flow at the time of opening and closing it, simplifying the manufacturing technology, increasing the flow coefficient for large valves and with large pressure differences on the rotary disk.
Поставленная задача достигается тем, что в затворе дисковом регулирующем, содержащем затвор, корпус с входным и выходным отверстиями, поворотный диск, связанный со штоком, уплотнительные элементы штока, поворотный диск выполнен в виде жесткой пространственной конструкции из параллельно расположенных перпендикулярно оси корпуса с зазором и связанных элементами связи двух наружных непроницаемых и минимум одного внутреннего с частичной или полной перфорацией проницаемых тонкостенных дисков, а элементы связи выполнены в виде перегородок, сотовых блоков, жесткого пористого материала на основе дублирования открытоячеистого пенополиуретана и расположены так, что при полном открытии затвора образуют сквозные каналы для протока рабочей среды, причем наружная поверхность тонкостенных дисков и перегородок выполнена сферической с равным радиусом и обращена к сферической поверхности большего радиуса вставок, установленных соосно в корпусе и с зазором с обеих сторон от поворотного диска, который выбирают из условия, что протечка среды меньше допустимой, скорость потока среды в зазоре меньше допустимой для данной среды, меньше допустимой для материалов поверхностей подвижного диска, перегородок, вставок для данной среды по стойкости к эрозионному износу, кроме того:The problem is achieved in that in the regulating valve shutter comprising a shutter, a housing with inlet and outlet openings, a rotary disk associated with the rod, stem sealing elements, a rotary disk made in the form of a rigid spatial structure of parallel to the axis of the housing with a gap and connected communication elements of two external impermeable and at least one internal with partial or complete perforation of permeable thin-walled disks, and communication elements are made in the form of partitions k, honeycomb blocks, rigid porous material based on duplication of open-cell polyurethane foam and arranged so that when the shutter is fully open, through channels for the working medium flow are formed, and the outer surface of thin-walled disks and partitions is made spherical with an equal radius and faces a spherical surface with a larger radius of inserts mounted coaxially in the housing and with a gap on both sides of the rotary disk, which is selected from the condition that the leakage of the medium is less than acceptable, the flow rate of the media s in the gap is less than acceptable for a given environment, less than acceptable for materials on the surfaces of a movable disk, partitions, inserts for a given environment in terms of resistance to erosion wear, in addition:
- внутренние тонкостенные диски выполнены в виде жесткого пористого материала на основе дублирования открытоячеистого пенополиуретана;- internal thin-walled disks are made in the form of a rigid porous material based on duplication of open-cell polyurethane foam;
- размер сот, пор элементов связи, расположенных между разными тонкостенными дисками, увеличивают в направлении от наружных непроницаемых тонкостенных дисков.- the size of the cells, pores of the communication elements located between different thin-walled disks, increase in the direction from the outer impermeable thin-walled disks.
Сущность изобретения заключается в том, что применение жесткой пространственной конструкции с продольными каналами для протока среды придает конструкции поворотного диска прочность и одновременно большую проницаемость в открытом положении, что снижает сопротивление потоку среды, образованы каналы прохода среды в толщине поворотного диска, выполнение сопряжения подвижного диска с зазором по отношению к поверхностям вставок, обеспечивает значительное сопротивление потоку среды при закрытом положении (большая протяженность канала), что исключает другие уплотнения и обеспечивает равномерную гидравлическую характеристику затвора.The essence of the invention lies in the fact that the use of a rigid spatial design with longitudinal channels for the flow of medium gives the design of the rotary disk strength and at the same time greater permeability in the open position, which reduces the resistance to the flow of the medium, channels for the passage of the medium in the thickness of the rotary disk are formed, pairing the movable disk with a gap with respect to the surfaces of the inserts, provides significant resistance to the flow of the medium when the position is closed (large length of the channel), then exclude other uniform compaction and provides a hydraulic valve characteristic.
На фиг.1, 2 показаны фронтальный и профильный разрезы затвора, на фиг.3, 4, 5 - горизонтальные разрезы затвора, фиг.3 - затвор закрыт, фиг.4 - затвор приоткрыт, фиг.5 - затвор открыт, на фиг.6, 7 - фронтальный разрез затвора с различными элементами связи.Figure 1, 2 shows the frontal and profile sections of the shutter, figure 3, 4, 5 - horizontal sections of the shutter, figure 3 - the shutter is closed, figure 4 - the shutter is ajar, figure 5 - the shutter is open, in fig. 6, 7 - frontal section of the shutter with various communication elements.
Затвор дисковый регулирующий содержит корпус К1 с входным 2 и выходным 3 отверстиями, поворотный диск ПД4, связанный со штоком 5, 6 - уплотнительные элементы штока 5. ПД4 выполнен в виде жесткой пространственной конструкции из параллельно расположенных перпендикулярно оси К1 с зазором и связанных элементами связи ЭС7 двух наружных непроницаемых тонкостенных дисков НТД8 и минимум одного внутреннего диска ВТД9 с частичной или полной перфорацией отверстиями. ЭС7 выполнены в виде перегородок (фиг.1…5), расположенных между НТД8 и ВТД9, так, что при полном открытии затвора образуют сквозные каналы 10 для протока рабочей среды. ЭС7 выполнены в виде сотовых блоков (фиг.6), расположенных между НТД8 и ВТД9, так, что при полном открытии затвора образуют сквозные каналы для протока рабочей среды через каналы сот. ЭС7 выполнены (фиг.7) в виде жесткого пористого материала (ВПЯМ) на основе дублирования открытоячеистого пенополиуретана, например из никеля (пеноникель) (см. Пористые проницаемые материалы. Справочник. Под ред. Белова С.В. - М.: Металлургия, 1987, 383 с.). Это может быть тугоплавкий керамический и металлический материал. Отличие этого материала от всех известных в том, что пористость его составляет до 95…98%, а внутренняя структура имеет канальную пористость. Материал обладает очень низким сопротивлением потоку среды.The control disk shutter contains a K1 housing with input 2 and output 3 holes, a rotary disk PD4, connected to the
ВТД9 выполнены в виде жесткого пористого материала (ВПЯМ) на основе дублирования открытоячеистого пенополиуретана, например из никеля (пеноникель), оксида алюминия.VTD9 is made in the form of a rigid porous material (HPMP) based on duplication of open-cell polyurethane foam, for example, nickel (foam nickel), aluminum oxide.
Наружная поверхность ВТД9, НТД8, ЭС7 выполнена сферической равного радиуса R и обращена к сферической поверхности СП11 с радиусом R1 (R1>R) вставок В12, установленных соосно в К1 и с зазором с обеих сторон от ПД4. Зазор равен R1-R. Зазор между ПД4 (НТД8, ВТД9, ЭС7) и В12 выбирают из условий:The outer surface of VTD9, NTD8, ES7 is made of spherical equal radius R and faces the spherical surface of SP11 with radius R1 (R1> R) of inserts B12 mounted coaxially in K1 and with a gap on both sides of PD4. The clearance is R1-R. The gap between PD4 (NTD8, VTD9, ES7) and B12 is chosen from the conditions:
- протечка среды меньше допустимой;- medium leakage is less than permissible;
- скорость потока среды в зазоре меньше допустимой для данной среды;- the flow rate of the medium in the gap is less than permissible for a given medium;
- скорость потока данной среды в зазоре меньше допустимой для материалов поверхностей ПД4, ЭС7, В12 по стойкости к эрозионному износу. Перфорационные отверстия ПО 13 выполнены в ВТД9. 14 - С-образные упоры крайнего положения имеют дополнительную функцию частичного уплотнения ПД4 в закрытом положении. Размер сот, пор ЭС7, расположенных между разными ВТД9, НТД8, увеличивают в направлении от НТД8. Чем меньше размер пор, тем больше вязкостное трение и сопротивление потоку среды.- the flow rate of this medium in the gap is less than permissible for surface materials PD4, ES7, B12 in terms of resistance to erosion wear.
Работа затвора дискового регулирующего. В исходном положении затвор закрыт (фиг.1, 2, 3). При повороте штока 5 поворачивается ПД4 (фиг.4). Поток среды проходит по сквозным каналам, образованным НТД8, ВТД9 и ЭС7, т.к. ВТД9 перфорированные, то среда перетекает по сложной криволинейной траектории и за счет вязкостного трения и гидродинамического гашения скорости потока обеспечивается на данном этапе значительное сопротивление потоку и плавность увеличения расхода среды по мере открытия ПД4. Подбором количества, диаметра, расположения ПО13 ВТД9, различных ЭС7 можно обеспечить любую гидравлическую характеристику затвора. При полном открытии затвора (фиг.5) сопротивление потоку среды крайне мало, т.к. среда движется по сквозным каналам между НТД8, ВТД9 и ЭС7 по кратчайшему пути. При полном закрытии затвора (фиг.1, 2, 3) сопротивление потоку среды наибольшее, т.к. среда движется через зазор между ЭС7, НТД8, ВТД9 и СП11 В12, который задают при изготовлении из условий: протечка среды меньше допустимой, скорость потока среды в зазоре меньше допустимой для данной среды, скорость потока данной среды в зазоре меньше допустимой для материалов поверхностей ПД4, ЭС7, В12 по стойкости к эрозионному износу. Прочность ПД4, который испытывает максимальные нагрузки при закрытии, обеспечивается его пространственной сотовой (ребристо-решетчатой) конструкцией.The operation of the shutter disk regulating. In the initial position, the shutter is closed (figure 1, 2, 3). When the
Выполнение ЭС7 в виде сотовых блоков (фиг.6), расположенных между НТД8 и ВТД9, так, что при полном открытии затвора образуются сквозные каналы для протока рабочей среды через каналы сот, обеспечивает высокую жесткость и прочность конструкции и наименьшее сопротивление потоку при открытом ПД4.The implementation of ES7 in the form of honeycomb blocks (Fig.6) located between NTD8 and VTD9, so that when the shutter is fully open, through channels are formed for the flow of the working medium through the channels of the cells, provides high rigidity and structural strength and minimal flow resistance with open PD4.
Выполнение ЭС7, ВТД9 (фиг.7) из жесткого пористого материала (ВПЯМ) на основе дублирования открытоячеистого пенополиуретана и обеспечивает простоту конструкции, т.к. материал недорогой и доступный, обладает канальной пористостью, обеспечивает высокую жесткость и прочность конструкции и малое сопротивление потоку при открытом ПД4.The implementation of ES7, VTD9 (Fig.7) of a rigid porous material (HPMP) based on duplication of open-cell polyurethane foam and provides simplicity of design, because the material is inexpensive and affordable, has channel porosity, provides high rigidity and structural strength and low flow resistance with open PD4.
Изменение размера сот, пор ЭС7, расположенных между разными НТД8, ВТД9 с увеличением в направлении от наружных НТД8, позволяет обеспечить наибольшее сопротивление потоку в начальный момент открытия ПД4, более мелкопористый материал имеет большее гидравлическое сопротивление за счет вязкостного трения. Конструкция затвора обладает простотой, т.к. использованы готовые, пористые материалы открытоячеистой структуры, которые обычно применяют в области фильтрации, авиационном производстве (сотовые материалы), поэтому нет необходимости в технологических операциях сверления, прошивки отверстий (упрощена технология изготовления).Changing the size of cells, pores of ES7 located between different NTD8, VTD9 with an increase in the direction from the external NTD8, allows to provide the greatest resistance to flow at the initial moment of opening of PD4, finer-porous material has greater hydraulic resistance due to viscous friction. The shutter design is simple because ready-made, porous materials of open-mesh structure are used, which are usually used in the field of filtration, aircraft manufacturing (cellular materials), therefore, there is no need for technological operations of drilling, hole piercing (manufacturing technology is simplified).
Обычно попадание нескольких абразивных частиц в зону регулирования затвора приводит к выходу его из строя. В данном случае затвор имеет преимущество, т.к. проницаемые элементы дросселирования одновременно являются и фильтрующими элементами (особенно крупных частиц) в момент открытия и закрытия ПД4, при этом абразивные частицы поглощаются ЭС7 и не повреждают детали затвора.Typically, the ingress of several abrasive particles into the control zone of the shutter leads to its failure. In this case, the shutter has an advantage, because permeable throttling elements are at the same time filtering elements (especially large particles) at the moment of opening and closing PD4, while abrasive particles are absorbed by ES7 and do not damage the shutter parts.
Примененный принцип вязкостного трения и гидродинамического гашения скорости потока сводит к минимуму износ элементов затвора в моменты открытия и закрытия из-за низких скоростей потока среды (ламиниризация). Затвор обладает чрезвычайно низким уровнем шума и может быть использован на кораблях, подводных лодках, химических производствах, устройствах с регламентированным низким уровнем шума. Затвор стабилизирует поток среды на выходе за счет интенсивного дробления потока в моменты открытия и закрытия, когда имеют место наибольшие скорости потока среды, и при полном открытии.The applied principle of viscous friction and hydrodynamic damping of the flow rate minimizes the wear of the gate elements at the moments of opening and closing due to the low flow rates of the medium (lamination). The shutter has an extremely low noise level and can be used on ships, submarines, chemical plants, devices with a regulated low noise level. The shutter stabilizes the flow of the medium at the outlet due to intensive crushing of the flow at the moments of opening and closing, when the highest flow rates of the medium take place, and when fully open.
Затвор обладает расширенными функциональными возможностями за счет обеспечения широкого диапазона, разнообразия возможных характеристик регулирования в областях малых и больших расходов среды. Изменением конструктивных элементов затвора можно достичь любой гидравлической характеристики и заданного уровня шума. Решение такой задачи возможно путем компьютерного гидрогазодинамического моделирования с применением программных комплексов Star CD, CFX.The shutter has enhanced functionality by providing a wide range, a variety of possible control characteristics in the areas of low and high flow rates. By changing the structural elements of the shutter, any hydraulic characteristic and a given noise level can be achieved. The solution to this problem is possible by computer-aided gas-dynamic simulation using Star CD, CFX software systems.
Данный затвор может быть использован в гидравлических, пневматических устройствах различных отраслей промышленности, в военных целях, медицине.This lock can be used in hydraulic, pneumatic devices of various industries, for military purposes, and medicine.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009123568/06A RU2419014C2 (en) | 2009-06-19 | 2009-06-19 | Control disk gate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009123568/06A RU2419014C2 (en) | 2009-06-19 | 2009-06-19 | Control disk gate |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009123568A RU2009123568A (en) | 2010-12-27 |
RU2419014C2 true RU2419014C2 (en) | 2011-05-20 |
Family
ID=44055332
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009123568/06A RU2419014C2 (en) | 2009-06-19 | 2009-06-19 | Control disk gate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2419014C2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU178621U1 (en) * | 2016-10-06 | 2018-04-13 | Общество с ограниченной ответственностью "ФОРТ" | ROTARY DISK SHUTTER |
WO2019212996A1 (en) * | 2018-04-30 | 2019-11-07 | Fisher Controls International Llc | Rotary valve with control element |
EP3719360A1 (en) * | 2019-04-05 | 2020-10-07 | Hamilton Sundstrand Corporation | Check valve flapper with reduced moment of inertia and method of making |
RU2773025C1 (en) * | 2021-04-26 | 2022-05-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" | Disk-type straight-flow gate valve |
-
2009
- 2009-06-19 RU RU2009123568/06A patent/RU2419014C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Гуревич Д.Ф. Трубопроводная арматура. Справочное пособие. - Л.: Машиностроение, 1981, с.97-101. * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU178621U1 (en) * | 2016-10-06 | 2018-04-13 | Общество с ограниченной ответственностью "ФОРТ" | ROTARY DISK SHUTTER |
WO2019212996A1 (en) * | 2018-04-30 | 2019-11-07 | Fisher Controls International Llc | Rotary valve with control element |
US11448323B2 (en) | 2018-04-30 | 2022-09-20 | Fisher Controls International Llc | Rotary valve with control element |
EP3719360A1 (en) * | 2019-04-05 | 2020-10-07 | Hamilton Sundstrand Corporation | Check valve flapper with reduced moment of inertia and method of making |
US11105425B2 (en) | 2019-04-05 | 2021-08-31 | Hamilton Sundstrand Corporation | Check valve flapper with reduced moment of inertia and method of making |
RU2773025C1 (en) * | 2021-04-26 | 2022-05-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" | Disk-type straight-flow gate valve |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009123568A (en) | 2010-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3880399A (en) | Multistage noise reducing flow control valve | |
US3778029A (en) | Ball valve | |
KR101714287B1 (en) | Valve cage having zero dead band between noise abatement and high capacity flow sections | |
US2517061A (en) | Valve | |
RU2419014C2 (en) | Control disk gate | |
CA3076168A1 (en) | Control valve trim assembly | |
US7195034B2 (en) | Fluid trim apparatus and method | |
EP1834121A1 (en) | Boronized valve seal | |
JP2013532805A (en) | Valve seat device for use with fluidic valves | |
KR20200043498A (en) | Fluid flow control devices and systems, and methods of flowing fluids therethrough | |
CN110657251A (en) | Series connection valve core double sealing surface multistage pressure reduction regulating valve | |
JP2013537294A5 (en) | ||
CN102401160A (en) | Conical-core pressure-difference check valve | |
CN210890160U (en) | Series connection valve core double sealing surface multistage pressure reduction regulating valve | |
CA2964116A1 (en) | Balanced double seated globe valve with flexible plug | |
EP1180627B1 (en) | High differential pressure regulating valve | |
US3036600A (en) | Sealed ball valve | |
US7210668B2 (en) | Valve assembly having a pressure balanced segment seal | |
RU2283448C2 (en) | Gate | |
CN103062416A (en) | Single-seat flexible seal valve device | |
WO2003060361A1 (en) | Valve for hydrate forming environments | |
RU2249741C2 (en) | Regulating valve | |
RU2277196C2 (en) | Control valve | |
RU2427749C2 (en) | Lock | |
US20210215257A1 (en) | Fluid flow control devices and related systems and methods |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110620 |