RU2564726C2

RU2564726C2 - Controlled rotary gate valve

Info

Publication number: RU2564726C2
Application number: RU2013141857/06A
Authority: RU
Inventors: Ромуальд Ромуальдович Ионайтис; Александр Васильевич Матвеев; Вячеслав Алексеевич Рязанов; Александр Васильевич Фоминых; Ильгиз Рашитович Чиняев; Анатолий Леонтьевич Шанаурин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "МКТ-АСДМ"
Priority date: 2013-09-12
Filing date: 2013-09-12
Publication date: 2015-10-10
Also published as: RU2013141857A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: controlled rotary gate valve has body with input and output branches. In the latter inside the body the inclined seat is tightly installed, it interacts upon the gate valve closing with disk with possibility of self-installation, it is secured on the rotating lever connected by fixed axle with bonnet. The bonnet has drive rod, hingedly connected by means of the clevis with the rotating lever. In closed position of the gate valve the axles of the drive rod connection with the clevis, clevis with rotating lever, and rotating lever with disk are at the same axis.

EFFECT: increased drive efficiency.

2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к арматуростроению, и может быть использовано для перекрытия потока жидких и газообразных сред в различных технологических трубопроводах.The invention relates to mechanical engineering, namely to valve engineering, and can be used to shut off the flow of liquid and gaseous media in various process pipelines.

Известен управляемый поворотный затвор (см. RU 2238465 С2 F16K 1/20), содержащий корпус с входным и выходным патрубками, во входном патрубке размещено седло, взаимодействующее с поворотной относительно неподвижной оси закрепленной в корпусе тарелкой, управляемой через стержневой механизм шпинделем, уплотненным относительно крышки, соединенной с корпусом.Known controlled rotary lock (see RU 2238465 C2 F16K 1/20), comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a saddle is placed in the inlet nozzle, interacting with a plate rotated relative to the fixed axis, controlled by a plate controlled by a spindle sealed relative to the cover through the rod mechanism connected to the housing.

К недостаткам известного решения относится низкий коэффициент полезного действия привода, обусловленный тем, что для обеспечения герметичности затвора необходимо усилие, равное произведению удельного давления, присущего конкретному применяемому материалу, умноженному на площадь уплотнительного поля затвора, что в известном решении труднодостижимо, т.к. на затвор (тарелка-кулиса) действует сила от момента, создаваемого шпинделем на рычаге одним концом, установленным на неподвижной оси в корпусе, а другим - кинематически связанным с тарелкой-кулисой, причем эта сила меньше силы, создаваемой шпинделем, на величину отношения плеч приложения сил, т.е. от неподвижной оси до оси шпинделя и от неподвижной оси до точки взаимодействия рычага с наклоном пазом тарелки-кулисы. Далее эта уменьшенная сила (исходя из приведенной схемы) действует касательно на тарелку-кулису по направлению наклонного паза, при этом возникающие реактивные силы, предназначенные для создания на уплотнительных полях затвора необходимых удельных давлений для обеспечения его герметизации, будет еще меньше. И это без учета сил на преодоление трения в шарнирах и силы на преодоление давления среды на эффективную площадь сечения сильфонного уплотнения.The disadvantages of the known solution include the low efficiency of the actuator, due to the fact that to ensure the shutter tightness, an effort equal to the product of the specific pressure inherent in the specific material used, multiplied by the area of the sealing field of the shutter, is difficult, because the known solution is difficult to achieve, because the force (from the moment created by the spindle on the lever with one end mounted on a fixed axis in the body and the other kinematically connected with the backstage plate, the force acting on the shutter (the backstage plate) is less than the force created by the spindle by the ratio of the application shoulders forces, i.e. from a fixed axis to the axis of the spindle and from a fixed axis to the point of interaction of the lever with the tilt of the groove plate-wings. Further, this reduced force (based on the above diagram) acts on the rocker plate in the direction of the inclined groove, while the resulting reactive forces designed to create the required specific pressures on the shutter sealing fields to ensure its sealing will be even less. And this is without taking into account the forces to overcome friction in the joints and the forces to overcome the pressure of the medium on the effective cross-sectional area of the bellows seal.

Известен также управляемый поворотный затвор (см. DЕ 658791 С, кл. F16K 1/20), прототип, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, в последнем внутри корпуса выполнено наклонное седло, взаимодействующее при закрытии затвора с тарелкой, закрепленной с возможностью самоустановки на поворотном рычаге, неподвижная ось которого соединена с крышкой, в последней размещен управляемый ручным маховиком шток, (шпиндель) шарнирно соединенный посредством серьги с поворотным рычагом.Also known is a controlled rotary lock (see DE 658791 C, class F16K 1/20), a prototype comprising a housing with inlet and outlet nozzles, an inclined seat made in the latter inside the housing, interacting when closing the shutter with a plate fixed with the possibility of self-installation on the pivot arm, the fixed axis of which is connected to the cover, in the latter there is a rod controlled by a handwheel, (spindle) pivotally connected by means of an earring to the pivot arm.

К недостаткам известного решения также следует отнести низкий коэффициент полезного действия привода, обусловленный тем, что при закрытом затворе продольная ось серьги не совпадает с осью управляющего штока. При этом на ось, соединяющую серьгу с поворотным рычагом, передается усилие, уменьшенное на величину косинуса угла, образованного осью штока и продольной осью серьги.The disadvantages of the known solutions also include the low efficiency of the actuator, due to the fact that with the shutter closed, the longitudinal axis of the earring does not coincide with the axis of the control rod. In this case, the force reduced by the cosine of the angle formed by the axis of the stem and the longitudinal axis of the earring is transmitted to the axis connecting the earring to the pivot arm.

Затем это усилие, умноженное на плечо от неподвижной оси до оси соединения поворотного рычага с серьгой, образует момент, который передается на тарелку. Усилие, которое будет воздействовать на тарелку, меньше во столько раз, во сколько плечо соединения тарелки с поворотным рычагом и неподвижной осью крепления поворотного рычага с крышкой больше плеча от неподвижной оси до соединения поворотного рычага с серьгой, т.е. для герметизации затвора необходимо создать усилие на штоке, в разы превышающее усилие, необходимое для создания удельного давления на уплотнительных полях тарелки и корпуса.Then this force, multiplied by the shoulder from the fixed axis to the axis of connection of the pivot arm with the earring, forms the moment that is transmitted to the plate. The force that will act on the plate is many times less than the shoulder connecting the plate to the pivot arm and the fixed axis of attachment of the pivot arm to the cover more than the shoulder from the fixed axis to the connection of the pivot arm to the earring, i.e. to seal the shutter, it is necessary to create a force on the rod, several times greater than the force required to create a specific pressure on the sealing fields of the plate and the body.

Технической задачей, решаемой настоящим изобретением, является повышение коэффициента полезного действия привода.The technical problem solved by the present invention is to increase the efficiency of the drive.

Поставленная задача решается тем, что в управляемый поворотный затвор, содержащий корпус с выходным и входным патрубками, в последнем внутри корпуса герметично установлено наклонное седло, взаимодействующее при закрытии затвора с тарелкой с возможностью самоустановки закрепленной на поворотном рычаге, соединенным неподвижной осью с крышкой, в которой размещен шток привода, шарнирно посредством серьги связанный с поворотным рычагом и при закрытом положении затвора оси соединений штока привода с серьгой, серьги с поворотным рычагом и поворотного рычага с тарелкой расположены на одной оси.The problem is solved in that in a controlled rotary shutter containing a housing with outlet and inlet nozzles, an inclined seat is sealed inside the housing in the latter, interacting when closing the shutter with a plate with the possibility of self-installation mounted on a rotary lever, connected by a fixed axis to the cover, in which the actuator rod is placed pivotally by means of an earring connected to the rotary lever and with the shutter closed, the axis of the actuator rod and earring connections, earrings with the rotary lever Swing lever with a plate are located on the same axis.

На фиг. 1 изображен продольный разрез управляемого поворотного затвора в закрытом положении; на фиг. 2 - управляемый поворотный затвор в открытом положении.In FIG. 1 shows a longitudinal section through a controlled rotary shutter in a closed position; in FIG. 2 - controlled rotary shutter in the open position.

Управляемый поворотный затвор содержит корпус 1 с входным патрубком 2 и выходным патрубком 3. Во входном патрубке герметично закреплено седло 4, взаимодействующее с тарелкой 5, закрепленной подвижно вращательно на поворотном рычаге 6. Поворотный рычаг 6 установлен на неподвижной оси 7, закрепленной в крышке 8, соединенной с корпусом 1. Коаксиально в крышке 8 размещен шток 9, управляемый приводом (не показан), загерметизированный относительно крышки 8 уплотнением 10. Нижний конец штока 9 подвижно вращательно соединен осью 11 с серьгой 12, последняя в свою очередь - аналогично с поворотным рычагом 6. При этом ось 13 соединения серьги 12 с поворотным рычагом 6 расположена между осями 14 соединения тарелки 5 с поворотным рычагом 6 и осью 7, при этом отверстие под ось 13 расположено на поворотном рычаге 6 над линией, соединяющей отверстия осей 7 и 14, с противоположной стороны от тарелки 5, а уплотнительное поле 15 седла 4 выполнено по отношению к вертикальной и продольной оси корпуса под углом.The controlled butterfly valve comprises a housing 1 with an inlet pipe 2 and an outlet pipe 3. In the inlet pipe a seat 4 is sealed, interacting with a plate 5, mounted rotationally rotationally mounted on the pivot arm 6. The pivot arm 6 is mounted on a fixed axis 7, mounted in the cover 8, connected to the housing 1. Coaxially in the cover 8 there is a rod 9, driven by a drive (not shown), sealed relative to the cover 8 by a seal 10. The lower end of the rod 9 is movably rotationally connected by an axis 11 to the earring 12, the last in in turn, similarly with the pivot arm 6. In this case, the axis 13 of the connection of the earring 12 with the pivot arm 6 is located between the axes 14 of the connection of the plate 5 with the pivot arm 6 and the axis 7, while the hole for the axis 13 is located on the pivot arm 6 above the line connecting the holes of the axes 7 and 14, on the opposite side of the plate 5, and the sealing field 15 of the seat 4 is made in relation to the vertical and longitudinal axis of the housing at an angle.

Управляемый поворотный затвор работает следующим образом.Controlled butterfly valve operates as follows.

Открытие затвора.Shutter opening.

Под действием привода шток 9 поднимается вверх, увлекая за собой через ось 11 серьгу 12 и через ось 13 - поворотный рычаг 6, и через ось 14 - тарелку 5. При упирании заплечиков штока 9 в крышку 8 затвор полностью открыт для прохождения проводимой среды.Under the action of the actuator, the rod 9 rises up, entraining the earring 12 through the axis 11 and the pivoting lever 6 through the axis 13, and the plate 5 through the axis 14. When the shoulders of the rod 9 abut against the cover 8, the shutter is fully open for the medium to pass through.

Закрытие затвора.Shutter closure.

Под действием привода шток 9 опускается вниз, усилие от привода через ось 11, серьгу 12, ось 13 и ось 14 передается на уплотнительные поля 15 тарелки 5 и корпуса 1, затвор закрыт, а при этом оси 11, 13, 14 расположены на одной оси со штоком 9, т.е. на линии действия усилия, передаваемого приводом на затвор, чем обеспечивается максимально возможное передаваемое усилие из-за отсутствия реактивных составляющих в кинематических парах стержневого механизма, звенья которого, серьги 12, рычага 6 и тарелка 5 соединены осями 11, 13 и 14.Under the action of the actuator, the rod 9 drops down, the force from the actuator through the axis 11, the earring 12, the axis 13 and the axis 14 is transmitted to the sealing fields 15 of the plate 5 and the housing 1, the shutter is closed, while the axes 11, 13, 14 are located on the same axis with stock 9, i.e. on the line of action of the force transmitted by the actuator to the shutter, which ensures the maximum possible transmitted force due to the absence of reactive components in the kinematic pairs of the rod mechanism, the links of which, earrings 12, lever 6 and plate 5 are connected by axes 11, 13 and 14.

Такое положение осей достигнуто благодаря тому, что длина серьги 12, плечи рычага от оси 7 до оси 13 и от оси 7 до оси 14 выбираются вкупе с углом наклона уплотнительных полей 15 седла 5 по отношению к вертикальной и продольной осям корпуса.This position of the axes is achieved due to the fact that the length of the earring 12, the arm shoulders from axis 7 to axis 13 and from axis 7 to axis 14 are selected together with the angle of inclination of the sealing fields 15 of the saddle 5 with respect to the vertical and longitudinal axes of the housing.

Таким образом, благодаря тому, что в совокупности размеры элементов примененного стержневого механизма и угла наклона уплотнительного поля седла затвора выполнены таким образом, что исключают при закрытом затворе возникновение реактивных сил в кинематических парах, чем и обеспечивается минимальная разница между прилагаемым к ручному приводу усилием и усилием, необходимым для герметизации затвора, т.е. достигается максимально возможный коэффициент полезного действия.Thus, due to the fact that, in the aggregate, the dimensions of the elements of the applied rod mechanism and the angle of inclination of the sealing field of the valve seat are made in such a way that they exclude the occurrence of reactive forces in kinematic pairs when the valve is closed, this ensures the minimum difference between the force and force applied to the manual drive necessary to seal the shutter, i.e. the highest possible efficiency is achieved.

Claims

A controlled rotary lock containing a housing with an outlet and an input nozzle, in the latter inside the housing an inclined seat is hermetically seated, interacting when the shutter is closed with a plate, with the possibility of self-installation mounted on a rotary lever connected by a fixed axis to the cover in which the actuator rod is mounted, articulated by earrings connected with a pivot arm, characterized in that, when the shutter is closed, the axis of the actuator rod and earring connections, earrings with a pivot arm and a pivot arm with a plate are located on one axis.