RU2627326C1

RU2627326C1 - Rotary gate valve

Info

Publication number: RU2627326C1
Application number: RU2016137053A
Authority: RU
Inventors: Роман Аркадьевич Сухарев; Максим Валентинович Кунин; Олеся Андреевна Гупало
Priority date: 2016-09-15
Filing date: 2016-09-15
Publication date: 2017-08-07

Abstract

FIELD: machine engineering.

SUBSTANCE: rotary gate valve includes a casing with a flow through part, a locking gate element connected with the rotary shaft. The locking gate element is made of two concentrically mounted ball-formed segments, the rotary shaft is located perpendicular to the axis of the locking gate element. The small ball-formed segment is rigidly connected with the rotary shaft, and the large one has the ability to rotate around it. Fixed stops which have rotational symmetry relative to their axis are made in places where the casing and the large ball-formed segment are joined, and the large ball-formed segment and the small ball-formed segment are joined, grooves are provided on the reciprocating surfaces. Design feature is that the large ball-formed segment rotates around its axis in one direction, and the small ball-formed segment rotates in two directions.

EFFECT: creation of a rotary gate valve with two pass-through cross-sections in the presence of only one shaft and one drive makes it easier to design the gate and to reduce its mass.

3 cl, 3 dwg

Description

Поворотный затвор может применяться для регулировки потока жидкой или газообразной среды, а также светового излучения в таких областях как машиностроение, кораблестроение, ракетостроение.A butterfly valve can be used to control the flow of a liquid or gaseous medium, as well as light radiation in such areas as engineering, shipbuilding, rocket science.

Известен поворотный затвор (п. RU №39669, опубл. 10.08.2004 г.), включающий либо шаросегментный, либо цельный шаровой пояс и скобы, жестко скрепленные между собой. Скоба запорного органа крепится на валах; верхний вал представляет собой шпиндель, который кинематически связывает с приводом клапана ручным либо электрическим, либо пневматическим, нижний опорный вал представляет нижнюю опору. Обе детали: вал и шпиндель перпендикулярны направлению регулируемого потока и соосны, закреплены в корпусе клапана перпендикулярно образующей цилиндра корпуса. Корпус клапана цельный. Роль седла регулирующего клапана выполняет уплотнительное кольцо в виде полого шарового пояса с шайбой с прокладками, закрепленными к корпусу клапана фиксирующим кольцом и болтами. Герметизацию валов обеспечивают сальники.Known butterfly valve (p. RU No. 39669, published on 08/10/2004), which includes either a ball segment, or an integral ball belt and staples, rigidly fastened together. The locking bracket is attached to the shafts; the upper shaft is a spindle, which kinematically connects to the valve actuator manually or electric or pneumatic, the lower support shaft represents the lower support. Both parts: the shaft and the spindle are perpendicular to the direction of the adjustable flow and are coaxial, fixed in the valve body perpendicular to the cylinder body. The valve body is one-piece. The seat of the control valve is performed by a sealing ring in the form of a hollow ball belt with a washer with gaskets fixed to the valve body with a locking ring and bolts. Sealing shafts provide seals.

Клапан либо шаросегментный, либо шаропоясной работает следующим образом: вращение выходного вала привода через муфту передается на шпиндель клапана и нижнюю опору, закрепленные в скобе запорного органа, при этом весь запорный орган (скоба, соединенная с шаровым сегментом либо с шаровым поясом) разворачивается относительно оси шпинделя. Оси шпинделя и нижней опоры соосны. При развороте запорного элемента изменяется проходное сечение клапана и регулируется поток, проходящий через клапан жидкости или газа.The valve is either ball-segmented or ball-shaped as follows: the rotation of the drive output shaft through the coupling is transmitted to the valve spindle and the lower support fixed in the bracket of the locking member, while the entire locking member (the bracket connected to the ball segment or the ball girdle) is rotated relative to the axis spindle. The axis of the spindle and lower support are aligned. When the shut-off element is turned, the valve cross-section changes and the flow passing through the liquid or gas valve is regulated.

Недостатками поворотного затвора являются большие габариты выступания шпинделя относительно корпуса.The disadvantages of the rotary shutter are the large dimensions of the protrusion of the spindle relative to the housing.

Прототипом заявляемого поворотного затвора является поворотный затвор (п. RU №153998, опубл. 10.08.2015 г.), содержащий корпус с седлом и запорный элемент, связанный рычагом с полым поворотным валом и торсионом, установленным внутри поворотного вала соосно с ним. Один конец торсиона связан с поворотным валом, противоположный конец торсиона установлен внутри поворотного вала свободно и снабжен радиальными элементами для управляемой фиксации их в корпусе. Радиальные элементы выполнены в виде торцевых кулачков нажимной полумуфты сцепной кулачковой муфты, которая установлена на концевой цапфе торсиона и связана с ней шлицевым соединением. Нажимная полумуфта снабжена рукояткой сцепления, закрепленной в корпусной детали на оси, перпендикулярной осям поворотного вала и торсиона. Вторая полумуфта сцепной кулачковой муфты свободно надета на поворотный вал и жестко закреплена в корпусе с возможностью углового регулирования ее положения. Торцевые кулачки сцепной кулачковой муфты выполнены прямоугольными, между соседними кулачками сцепленных полумуфт предусмотрен регулируемый угловой зазор.The prototype of the inventive butterfly valve is a butterfly valve (p. RU No. 153998, publ. 08/10/2015), comprising a housing with a seat and a locking element connected by a lever with a hollow rotary shaft and a torsion bar mounted inside the rotary shaft coaxially with it. One end of the torsion bar is connected with the rotary shaft, the opposite end of the torsion bar is freely installed inside the rotary shaft and is equipped with radial elements for controlled fixation in the housing. Radial elements are made in the form of end cams of a pressure coupling half of a coupling cam coupling, which is mounted on the end axle of the torsion bar and connected with it by a spline connection. The pressure coupling half is equipped with a clutch handle fixed in the housing part on an axis perpendicular to the axes of the rotary shaft and the torsion bar. The second coupling coupling of the cam coupling is freely mounted on the rotary shaft and is rigidly fixed in the housing with the possibility of angular adjustment of its position. The end cams of the cam clutch are rectangular, an adjustable angular clearance is provided between adjacent cams of the coupled coupling halves.

В данной схеме запорный элемент поворачивается на валу, ось которого смещена от оси запорного элемента, т.е. для поворота запорного элемента необходимо наличие свободного пространства за ним, в данном случае сферический выступ на корпусе.In this scheme, the locking element is rotated on a shaft whose axis is offset from the axis of the locking element, i.e. To rotate the locking element, there must be free space behind it, in this case a spherical protrusion on the housing.

Заявляемое изобретение решает техническую задачу создания поворотного затвора с двумя проходными сечениями при наличии только одного вала и одного привода, что обеспечивает упрощение конструкции затвора и снижение его массы.The claimed invention solves the technical problem of creating a rotary shutter with two passage sections in the presence of only one shaft and one actuator, which simplifies the design of the shutter and reduces its mass.

Поставленная техническая задача решена в поворотном затворе, включающем корпус с проточной частью, запорный элемент, связанный с поворотным валом. Запорный элемент выполнен из двух концентрично установленных шаровых сегментов, поворотный вал размещен перпендикулярно оси запорного элемента, при этом малый шаровой сегмент жестко связан с поворотным валом, а большой имеет возможность поворота вокруг него. В местах смыкания корпуса с большим шаровым сегментом и большого шарового сегмента с малым выполнены упоры, а на ответных поверхностях выполнены соответствующие пазы. Большой шаровой сегмент имеет возможность поворота вокруг своей оси в одну сторону, а малый шаровой сегмент - в две стороны. Упоры в местах смыкания корпуса с большим шаровым сегментом и большого шарового сегмента с малым имеют поворотную симметрию относительно своей оси.The stated technical problem is solved in a rotary shutter, comprising a housing with a flowing part, a locking element associated with a rotary shaft. The locking element is made of two concentric mounted spherical segments, the rotary shaft is perpendicular to the axis of the locking element, while the small ball segment is rigidly connected to the rotary shaft, and the large one can be rotated around it. In the places where the casing with the large spherical segment and the large spherical segment with the small are closed, stops are made, and corresponding grooves are made on the counter surfaces. The large ball segment has the ability to rotate around its axis in one direction, and the small ball segment in two directions. The stops at the junction of the housing with a large spherical segment and a large spherical segment with a small have rotational symmetry about its axis.

Для организации смыкания или размыкания оболочек в конструкцию поворотного затвора введены 2 пары Г-образных упоров и соответствующие им пазы: одна пара упоров закреплена на поверхности корпуса противоположно друг другу. Вторая пара упоров закреплена на большом шаровом сегменте в месте стыка с малым шаровым сегментом.To organize the closure or opening of the shells, 2 pairs of L-shaped stops and corresponding grooves are introduced into the design of the rotary shutter: one pair of stops is mounted opposite to each other on the surface of the housing. The second pair of stops is fixed on the large ball segment at the junction with the small ball segment.

Конструкция Г-образных упоров выбрана из условия обеспечения смыкания и размыкания шаровых сегментов, а установка двух шаровых сегментов на один вал, один из которых свободно вращается на вале, позволяют реализовать два проходных сечения потока среды, используя при этом один привод, что сокращает массу системы и ее габариты.The design of the L-shaped stops is selected from the condition of ensuring the closing and opening of the ball segments, and the installation of two ball segments on one shaft, one of which rotates freely on the shaft, allows for two passage sections of the medium flow, using one drive, which reduces the weight of the system and its dimensions.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на фиг. 1 которого изображен заявляемый поворотный затвор; на фиг. 2 изображен поворот малого шарового сегмента; на фиг. 3 изображен поворот малого и большого шаровых сегментов.The invention is illustrated in the drawing, in FIG. 1 which shows the inventive butterfly valve; in FIG. 2 shows the rotation of a small spherical segment; in FIG. 3 shows the rotation of the small and large spherical segments.

Поворотный затвор включает корпус 1 с проточной частью и вал 4, на который установлены малый шаровой сегмент 3 и большой шаровой сегмент 2. Малый шаровой сегмент 3 жестко связан с валом 4, а большой шаровой сегмент 2 имеет возможность поворота вокруг вала 4, при этом в конструкции имеются элементы для зацепления - Г-образные упоры 5, позволяющие при повороте вала 4 на 90° в одном направлении поворачиваться малому шаровому сегменту 3, а при повороте вала на 90° в противоположном направлении - малому шаровому сегменту 3 вместе с большим шаровым сегментом 2.The butterfly valve includes a housing 1 with a flow part and a shaft 4 on which a small ball segment 3 and a large ball segment 2 are mounted. The small ball segment 3 is rigidly connected to the shaft 4, and the large ball segment 2 can be rotated around the shaft 4, while there are elements for engagement - L-shaped stops 5, which allow the small ball segment 3 to rotate when the shaft 4 rotates 90 ° in one direction, and the small ball segment 3 together with the large ball segment when the shaft rotates 90 ° in the opposite direction m 2.

В исходном положении затвор закрыт, т.е. все шаровые сегменты 2, 3 сомкнуты. При повороте вала 4 против часовой стрелки на 90 градусов (см. фиг. 1) вместе с валом 4 поворачивается только малый шаровой сегмент 3 и открывается малое проходное сечение. При повороте вала 4 по часовой стрелке на 90 градусов (относительно исходного положения) поворачиваются вал 4, малый 3 и большой 2 шаровые сегменты и открывается большое проходное сечение.In the initial position, the shutter is closed, i.e. all ball segments 2, 3 are closed. When the shaft 4 is rotated counterclockwise by 90 degrees (see Fig. 1), together with the shaft 4, only the small ball segment 3 rotates and a small passage section opens. When the shaft 4 is rotated clockwise 90 degrees (relative to the starting position), the shaft 4, small 3 and large 2 spherical segments rotate and a large flow area opens.

Зацепление и размыкание сегментов осуществляется за счет двух пар Г-образных упоров 5, расположенных между большим 2 и малым 3 шаровыми сегментами и между большим шаровым сегментом 2 и корпусом 1.The engagement and opening of the segments is carried out due to two pairs of L-shaped stops 5 located between the large 2 and small 3 spherical segments and between the large spherical segment 2 and the housing 1.

Claims

1. Butterfly valve, comprising a housing with a flowing part, a locking element associated with the rotary shaft, characterized in that the locking element is made of two concentric mounted ball segments, the rotary shaft is perpendicular to the axis of the locking element, while the small ball segment is rigidly connected with the rotary the shaft, while the large one has the ability to rotate around it, in the places where the housing with the large ball segment and the large ball segment with the small are closed, the stops are made, and on the counter surfaces are made correspondingly Leica Geosystems slots.

2. A butterfly valve according to claim 1, characterized in that the large ball segment has the ability to rotate around its axis in one direction, and the small ball segment in two directions.

3. A butterfly valve according to claim 1, characterized in that the stops at the junctions of the housing with the large ball segment and the large ball segment with small have rotational symmetry about their axis.