RU2479773C2

RU2479773C2 - Adjustable straight-flow multi-pass throttle

Info

Publication number: RU2479773C2
Application number: RU2011113620/06A
Authority: RU
Inventors: Петр Борисович Гринберг; Виктор Васильевич Совпель; Николай Дмитриевич Пугачев
Original assignee: Петр Борисович Гринберг; Виктор Васильевич Совпель; Николай Дмитриевич Пугачев
Priority date: 2011-04-07
Filing date: 2011-04-07
Publication date: 2013-04-20
Also published as: RU2011113620A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: adjustable straight-flow multi-pass throttle includes a housing, inlet and outlet end cover plates, which are connected respectively to delivery and outlet main lines, swivel wheel with actuator, shutoff-control discs with mutually fitted ends and feedthrough openings made for example in the form of sectors separated with jumpers in CLOSED position. One of the discs is rigidly installed relative to the outlet end cover plate and the housing, and the other one is installed in a movable manner with possibility of being turned together with a turning wheel, and discs themselves are pressed to each other with a spring-loaded pressure ring, working edges of holes at least of one of the discs are equipped with grooves performing the functions of flow passage of discs at minimum flow characteristics; at that, depth of the groove is equal to (0.2-0.4)b, where b is width of jumper between holes of discs in CLOSED position.

EFFECT: increasing the stability of maintaining the outlet parameter of a throttle at minimum flow characteristics under conditions of dirty working medium.

4 dwg

Description

Изобретение относится к трубопроводной запорно-регулирующей арматуре высокого давления и предназначено для перекрытия и регулирования расхода или давления потоков загрязненных, в том числе абразивосодержащих, жидких и газообразных рабочих 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 streams of contaminated, including abrasive-containing, liquid and gaseous working media.

Известен кран прямоточный дисковый многопроходный с механизмом поворота в виде червячной передачи с гидравлическим или пневматическим 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, выполненными в виде секторов, причем один диск неподвижно установлен относительно выходной торцовой крышки и корпуса, другой диск соединен с поворотным колесом, а напорная и выходная магистрали через устройства управления соединены с поршневым цилиндром привода. Выполнение проходных отверстий в дисках в виде секторов позволяет обеспечить расчетные проходные характеристики дросселя при минимальном диаметре дисков. [Патент RU 2007652 C1, (51)5 F16K 31/54, 1994 г.]Known direct-flow multi-pass disk tap with a worm gear in the form of a worm gear with a hydraulic or pneumatic drive, containing input and output end caps, respectively connected to the pressure and output lines, a housing inside which there is a swivel wheel and two disks with holes made in the form of sectors moreover, one disk is fixedly mounted relative to the output end cap and the housing, the other disk is connected to the rotary wheel, and the pressure and output lines through the mouth The controls are connected to the piston cylinder of the drive. The implementation of the through holes in the disks in the form of sectors allows you to provide the estimated flow characteristics of the throttle with a minimum diameter of the disks. [Patent RU 2007652 C1, (51) 5 F16K 31/54, 1994]

Кран предназначен для работы в режиме «Открыто»-«Закрыто» и, в широком понимании, не является регулирующим устройством.The crane is designed to operate in the "Open" - "Closed" mode and, in the broad sense, is not a regulatory device.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является дроссель регулируемый прямоточный многопроходный с механизмом поворота в виде червячной передачи с ручным, гидравлическим или пневматическим электроприводом, содержащий входную и выходную торцовые крышки, соответственно соединенные с напорной и выходной магистралями, корпус, внутри которого расположено поворотное колесо, и два диска с отверстиями, разделенные перемычками в положении «Закрыто», обеспечивающими задаваемую величину условного прохода, причем один диск неподвижно установлен относительно выходной торцовой крышки и корпуса, а другой диск соединен с поворотным колесом, принятый за прототип. [Патент RU 2320911 C2, F16K 3/08, F16K 39/04, 2006 г.]Closest to the proposed device is a throttle adjustable direct-flow multipass with a worm gear in the form of a worm gear with a manual, hydraulic or pneumatic actuator, containing input and output end caps, respectively connected to the pressure and output lines, the housing inside which the swivel wheel, and two a disk with holes, separated by jumpers in the "Closed" position, providing a specified conditional passage, moreover, one disk is stationary tanovlen relative to the output end cover and the housing, and another disk is connected to the swivel wheel, adopted as a prototype. [Patent RU 2320911 C2, F16K 3/08, F16K 39/04, 2006]

Недостатком конструкции является то, что в режиме минимальных расходных характеристик, в положении близком к закрытию, проходные сечения отверстий дисков имеют форму узкой щели, чувствительной к наличию в загрязненной рабочей среде относительно больших частиц, что может привести к изменению выходного параметра регулирующего устройства по расходу или давлению. Этот недостаток легко устраним при работе дросселя, например, с электроприводом, в режиме автоматического регулирования, так как при изменении выходного параметра, превышающего заданную величину уставки, поступает команда на увеличение проходного сечения дисков дросселя, что обеспечивает «промывку» скопившихся частиц, с последующим возвратом его в заданное уставкой положение. Сложность возникает при работе дросселя с ручным приводом, так как для устранения возникшего изменения выходного параметра требуется вмешательство оператора.The design drawback is that in the mode of minimum flow characteristics, in the close position, the passage sections of the disk openings are in the form of a narrow slit sensitive to the presence of relatively large particles in the contaminated working medium, which can lead to a change in the output parameter of the flow control device or pressure. This drawback is easily eliminated when the throttle is operating, for example, with an electric drive, in the automatic control mode, since when the output parameter exceeds the preset value of the setpoint, a command is received to increase the passage area of the throttle disks, which ensures "washing" of accumulated particles, with subsequent return it to the setpoint position. The difficulty arises when the throttle is operated with a manual drive, since operator intervention is required to eliminate the resulting change in the output parameter.

Целью изобретения является повышение стабильности поддержания выходного параметра в условиях загрязненной рабочей среды за счет оптимизации формы проходного сечения отверстий в дисках, при работе дросселя, преимущественно с ручным приводом, в режиме минимальных расходных характеристик, при одновременном сохранении герметичности рабочего стыка дисков в положении «Закрыто».The aim of the invention is to increase the stability of maintaining the output parameter in a contaminated working environment by optimizing the shape of the bore of the holes in the disks, when the throttle is used, mainly with a manual drive, in the mode of minimum flow characteristics, while maintaining the tightness of the working joint of the disks in the closed position .

Поставленная цель достигается тем, что в дросселе регулируемом прямоточном многопроходном, содержащем корпус, входную и выходную торцовые крышки, соответственно соединенные с напорной и выходной магистралями, поворотное колесо с приводом, запорно-регулирующие диски с взаимопритертыми торцами и проходными отверстиями, выполненными, например, в виде секторов, разделенных перемычками в положении «Закрыто», при этом один из дисков неподвижно установлен относительно выходной торцовой крышки и корпуса, а другой - подвижно с возможностью поворота вместе с поворотным колесом, а сами диски прижаты друг к другу подпружиненным прижимным кольцом, рабочие кромки отверстий, по крайней мере одного из дисков, снабжены выборками, выполняющими функцию проходного сечения дисков при минимальных расходных характеристиках, при этом глубина выборки выполнена равной (0,2-0,5)b, где b - ширина перемычки между отверстиями дисков в положении «Закрыто».This goal is achieved by the fact that in the 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 interlocked ends and passage holes made, for example, in in the form of sectors separated by jumpers in the "Closed" position, while one of the disks is fixedly mounted relative to the output end cover and the housing, and the other is movably with the possibility of an orot along with a rotary wheel, and the disks themselves are pressed against each other by a spring-loaded clamping ring, the working edges of the holes of at least one of the disks are equipped with selections that perform the function of the disk cross-section with minimal flow characteristics, while the sampling depth is equal to (0, 2-0.5) b, where b is the width of the jumper between the holes of the disks in the "Closed" position.

Предлагаемое техническое решение оптимизирует форму проходного сечения отверстий в дисках, при работе в режиме минимальных расходных характеристик, так как сечение отверстия с выборкой, например, радиусной, равной по площади сечению узкой щели, позволяет значительно улучшить «промывочную» способность минимального проходного сечения отверстий дисков в условиях загрязненной рабочей среды. Выполнение глубины выборки равной (0,2-0,5)b, где b - ширина перемычки между отверстиями в дисках в положении «Закрыто», позволяет одновременно обеспечить герметичность стыка рабочих поверхностей дисков при максимальном перекрытии отверстий дисков дросселя в положении «Закрыто». Данное решение является эффективным и для дросселей с электроприводом, так как сокращается число срабатываний электропривода для поддержания минимального выходного параметра.The proposed technical solution optimizes the shape of the bore of the holes in the disks when operating in the minimum flow characteristics mode, since the bore of a hole with a sample, for example, of a radius equal to the cross-section of a narrow slit, can significantly improve the “flushing” ability of the minimum bore of the disk bores in contaminated working environment. Performing a sampling depth equal to (0.2-0.5) b, where b is the width of the jumper between the holes in the disks in the closed position, allows simultaneously ensuring the tightness of the junction of the working surfaces of the disks with the maximum overlap of the holes of the throttle disks in the closed position. This solution is also effective for electric chokes, since the number of actuations of the electric drive is reduced to maintain a minimum output parameter.

На фиг.1 изображен дроссель регулируемый прямоточный многопроходный в осевом сечении; на фиг.2 изображен Вид А на фиг.1 в положении «Открыто» - площадь совмещенных проходных отверстий дисков затемнена; на фиг.3 изображен Вид А на фиг.1 в положении минимального проходного сечения - площадь проходных отверстий выборок затемнена; на фиг.4 - Вид А на фиг.1 в положении «Закрыто» - проходные отверстия дисков максимально перекрыты.Figure 1 shows an adjustable throttle throttle multi-pass in axial section; figure 2 shows View a in figure 1 in the "Open" position - the area of the combined through holes of the disks is darkened; figure 3 shows View a in figure 1 in the position of the minimum passage section - the area of the passage openings of the samples is darkened; in Fig.4 - View A in Fig.1 in the "Closed" position - the passage openings of the disks are maximally blocked.

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 подвижным диском 6, диска 7, неподвижно установленного относительно выходной торцовой крышки 3 и корпуса 1, подпружиненного прижимного кольца 8. Подвижный диск 6 выполнен с проходными отверстиями 9, рабочая кромка 10 которых снабжена радиусной выборкой 11. Диск 7 выполнен с проходными отверстиями 12, рабочая кромка которых выполнена без выборки.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 movable 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. The movable disk 6 is made with passage holes 9, the working edge 10 of which is provided with a radius sample 11. The disk 7 is made with passage holes 12, working to which are made without selection.

Дроссель работает следующим образом.The throttle operates as follows.

Исходное положение: дроссель открыт - отверстия в дисках 6 и 7 совмещены и поджаты друг к другу подпружиненным прижимным кольцом 8 и давлением рабочей среды в напорной магистрали. Подпружиненное прижимное кольцо 8 обеспечивает сжатие рабочего стыка дисков 6 и 7, что исключает возможность раскрытия стыка рабочих поверхностей дисков 6 и 7 при любом давлении рабочей среды в напорной магистрали и любом пространственном положении дросселя.Starting position: the throttle is open - the holes in the disks 6 and 7 are aligned and pressed together by a spring-loaded clamping ring 8 and the pressure of the working medium in the pressure line. The spring-loaded clamping ring 8 provides compression of the working joint of the disks 6 and 7, which eliminates the possibility of opening the joint of the working surfaces of the disks 6 and 7 at any pressure of the working medium in the pressure line and any spatial position of the throttle.

При регулировании или закрытии дросселя прямоточного многопроходного подвижный диск 6 с помощью поворотного червячного колеса 5 поворачивается относительно неподвижно стоящего диска 7, при этом отверстия 9 и 12 в дисках 6 и 7 взаимно перекрываются. По мере увеличения угла поворота подвижного диска 6 происходит уменьшение проходного сечения дисков 6 и 7 дросселя. В результате снижается расход рабочей среды, проходящей через дроссель, и снижается давление в выходной магистрали. При достижении минимальной заданной расходной характеристики функцию узкой щели проходных отверстий дисков принимает на себя проходное сечение радиусной выборки 11. Это позволяет улучшить «промывочную» способность минимального проходного сечения отверстий дисков дросселя, повысить стабильность поддержания выходного параметра в условиях загрязненной рабочей среды. В положении «Закрыто» происходит полное перекрытие потока рабочей среды. Выполнение глубины выборки в диапазоне (0,2-0,5) от ширины перемычки позволяет сохранить герметичность рабочего стыка дисков в положении «Закрыто».When adjusting or closing the throttle, a direct-flow multi-pass movable disk 6 with the help of a rotary worm wheel 5 rotates relative to a stationary disk 7, while the holes 9 and 12 in the disks 6 and 7 are mutually overlapping. As the angle of rotation of the movable disk 6 increases, the flow area of the throttle disks 6 and 7 decreases. As a result, the flow rate of the working fluid passing through the throttle is reduced, and the pressure in the output line is reduced. When the minimum specified flow rate is achieved, the narrow slot of the passage openings of the disks assumes the function of the passage section of the radius sampling 11. This improves the flushing ability of the minimum passage section of the openings of the throttle disks and improves the stability of the output parameter in the presence of a contaminated working environment. In the "Closed" position, the flow of the working medium is completely blocked. Performing the sampling depth in the range (0.2-0.5) of the jumper width allows you to maintain the tightness of the working joint of the disks in the "Closed" position.

Claims

The throttle is an adjustable direct-flow multipass, 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 interlocked ends and passage holes made, for example, in the form of sectors separated by jumpers in position “Closed”, while one of the disks is fixedly mounted relative to the output end cap and the housing, and the other is movably rotatably with the swivel wheel, and the disks are pressed against each other by a spring-loaded clamping ring, characterized in that the working edges of the holes of at least one of the disks are equipped with selections that perform the functions of the passage section of the disks with minimum flow characteristics, while the sampling depth is equal to (0.2-0, 5) b, where b is the width of the jumper between the holes of the disks in the closed position.