RU2794310C1 - Disk regulator - Google Patents
Disk regulator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2794310C1 RU2794310C1 RU2022103897A RU2022103897A RU2794310C1 RU 2794310 C1 RU2794310 C1 RU 2794310C1 RU 2022103897 A RU2022103897 A RU 2022103897A RU 2022103897 A RU2022103897 A RU 2022103897A RU 2794310 C1 RU2794310 C1 RU 2794310C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- holes
- movable
- disk
- ribs
- fixed
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано в качестве запорно-регулирующего устройства для регулирования расхода потоков газообразных, жидких, загрязненных и агрессивных сред.The invention relates to pipeline fittings and can be used as a shut-off and control device for controlling the flow rate of gaseous, liquid, contaminated and aggressive media.
Регуляторы расхода работают в широком диапазоне изменения параметров, в том числе в условиях больших перепадов давления, когда необходимо обеспечить высокое дросселирование потока при малых открытиях проходного сечения и слабое дросселирование при большом открытии проходного сечения. При этом в регуляторах с нелинейной проходной характристикой при малых открытиях возникают высокоскоростные сжатые струи, выходящие из затворного узла в форме полумесяца, треугольника, глаза, что приводит к заметному эрозионному износу элементов регуляторов и в целом к снижению их срока службы.Flow regulators operate in a wide range of parameters, including under conditions of large pressure drops, when it is necessary to provide high flow throttling at small openings of the flow area and weak throttling at large openings of the flow area. At the same time, in regulators with a non-linear flow characteristic, at small openings, high-velocity compressed jets appear that emerge from the valve assembly in the form of a crescent, triangle, or eye, which leads to noticeable erosive wear of the regulator elements and, in general, to a decrease in their service life.
В системах регулирования все более широкое распространение получают запорно-регулирующие прямоточные устройства, затворный узел которых, состоящий из притертых дисков, выполнен многопроходным, в виде поворотного диска с количеством и формой проходов, соответствующих количеству и форме проходов неподвижного элемента запорного узла.In control systems, shut-off and control direct-flow devices are becoming more and more widespread, the gate assembly of which, consisting of ground-in discs, is made multi-pass, in the form of a rotary disc with the number and shape of passages corresponding to the number and shape of passages of the fixed element of the locking assembly.
Известна дисковая поворотная осесимметричная задвижка разработки ОАО НПАО «ВНИИкомпрессормаш», (Арматуростроение, 2013, №5(86), с. 48-51). Задвижка состоит из корпуса со сквозным отверстием, двух патрубков с фланцами и запорного органа в виде диска. В каждом патрубке входное отверстие разделяется на два канала, суммарная площадь которых равна площади входного отверстия. Запорный орган в виде диска снабжен аналогичными с каналами в патрубках отверстиями круглой формы, расположен между патрубками с возможностью вращения вокруг своей оси. В открытом положении отверстия в запорном диске совпадают с отверстиями в патрубках. Запорный диск при вращении занимает промежуточные положения, образующие проходы в форме «глаза». После поворота на 90° запорный диск занимает положение, при котором проход для рабочей среды полностью перекрывается. При малых открытиях в таком устройстве возникают высокоскоростные струи, особенностью которых являются разноскоростные потоки внутри струи, по краям прохода и в его центре, что в итоге приводит не только к разрушению элементов задвижки, но и к высокой турбулентности потока и связанных с ней шумом и вибрациями. Кроме того, для регуляторов, работающих в условиях высоких перепадов давления, рекомендуется производить регулировку расхода с линейной характеристикой, когда расход пропорционален величине перемещения плунжера или в рассматриваемом устройстве углу поворота подвижного диска относительно неподвижных патрубков. В рассматриваемом устройстве проходная характеристика нелинейная, форма открытой площади проходного отверстия при повороте из открытого положения в закрытое постоянно меняет свою форму и расходную характеристику.Known disk rotary axisymmetric valve developed by JSC NPAO "VNIIkompressormash", (Reinforcing, 2013, No. 5(86), pp. 48-51). The gate valve consists of a body with a through hole, two branch pipes with flanges and a locking element in the form of a disc. In each branch pipe, the inlet is divided into two channels, the total area of which is equal to the area of the inlet. The locking body in the form of a disc is provided with round holes similar to the channels in the branch pipes, and is located between the branch pipes with the possibility of rotation around its axis. In the open position, the holes in the locking disc coincide with the holes in the nozzles. The locking disk during rotation occupies intermediate positions, forming passages in the form of an "eye". After turning through 90°, the locking disc assumes a position in which the fluid passage is completely closed. With small openings in such a device, high-speed jets arise, the peculiarity of which is multi-velocity flows inside the jet, along the edges of the passage and in its center, which ultimately leads not only to the destruction of the valve elements, but also to high flow turbulence and associated noise and vibrations. . In addition, for regulators operating under conditions of high pressure drops, it is recommended to adjust the flow rate with a linear characteristic, when the flow rate is proportional to the amount of movement of the plunger or, in the device under consideration, the angle of rotation of the movable disk relative to the fixed nozzles. In the device under consideration, the flow characteristic is non-linear, the shape of the open area of the through hole, when turning from the open position to the closed position, constantly changes its shape and flow characteristic.
Известен дроссель регулируемый прямоточный многопроходный по патенту РФ 2280800 МПК F16K 3/08. Дроссель содержит корпус, входную и выходную крышки с входными и выходными отверстиями, запорно-регулирующий узел, приводной узел, крепежные и уплотняющие элементы. Запорно-регулирующий узел выполнен в виде двух соосно установленных в корпусе взаимно притертых дисков. Диски установлены с возможностью вращения одного диска, подвижного, связанного с приводным узлом, относительно другого, неподвижного. В дисках выполнены проходные отверстия в виде равных по площади и форме секторов окружности треугольной формы и площадки перекрытия проходных отверстий. При вращении подвижного диска относительно неподвижного изменяются площади проходных отверстий в неподвижном диске. При этом подвижный диск устанавливается относительно проходных отверстий неподвижного диска в следующие положения. Положение «открыто», при котором проходные отверстия полностью или частично открыты. Положение «закрыто», - это крайнее положение, при котором площадь открытия проходных отверстий становится равной «нулю». Положение «перекрыто», при котором проходообразующие грани проходных отверстий подвижного диска, продолжая движение поворота, переходят через положение «закрыто», обеспечивая гарантированную непроходимость потока через запорный узел. При этом в процессе движения подвижного диска положение «частично открыто» характеризуется нелинейной характеристикой перекрываемой площади проходных отверстий и соответственно расхода, результатом которой является то, что при малых открытиях проходные отверстия приобретают форму треугольных щелей, а вырывающийся из них потоки приобретают форму кинжальных струй, являющихся причиной эрозионного износа и снижения срока службы дросселя. Необходимо также отметить, что кинжальные струи не только разрушают встречающиеся на их пути препятствия в виде элементов конструкции дросселя, но, ударяясь о препятствия, создают обратный поток, который, увеличивает турбулентность исходящего потока, от уровня турбулентности которого зависят уровень шума и вибраций от выходящего потока.Known adjustable direct-flow multi-pass choke according to RF patent 2280800
Длительный уровень эксплуатации и анализ, приходящих в ремонт дросселей и запросов потребителей, показал, что основные дефекты эксплуатации проявляются в виде щелевидных размывов выходных отверстий неподвижного диска и выходной крышки и эрозионного износа других элементов проточной части, а основной проблемой в регулировке расхода является нелинейная характеристика расхода.The long-term level of operation and analysis of chokes and consumer requests that come into repair showed that the main operating defects are manifested in the form of slot-like erosion of the outlet holes of the stationary disk and the outlet cover and erosive wear of other elements of the flow path, and the main problem in flow control is the non-linear flow characteristic .
Задачей предлагаемого технического решения является улучшение выходных характеристик потока текучей среды в том числе в условиях высокого перепада давлений на входе и выходе регулятора и создание линейной характеристики расхода во всей возможной области регулирования расхода между положениями «открыто» и «закрыто».The objective of the proposed technical solution is to improve the output characteristics of the fluid flow, including under conditions of high pressure drop at the inlet and outlet of the regulator, and to create a linear flow characteristic in the entire possible flow control region between the "open" and "closed" positions.
Решение поставленной задачи достигается сочетанием известных признаков, заключающихся в том, что регулятор дисковый содержит корпус, входную и выходную крышки с входным и выходным отверстиями, запорно-регулирующий узел, приводной узел, крепежные и уплотняющие элементы, при этом запорно-регулирующий узел включает два соосно установленных взаимно притертых диска, каждый из которых снабжен проходными отверстиями и площадками перекрытия проходных отверстий, причем один из дисков установлен в регуляторе неподвижно, а другой диск, подвижный, соединенный с приводным узлом, установлен с возможностью вращения относительно неподвижного диска и установки проходных отверстий подвижного диска в положения «открыто», «закрыто», «перекрыто» и промежуточные положения относительно проходных отверстий неподвижного диска, и новых признаков, заключающихся в том, что проходные отверстия подвижного и неподвижного дисков выполнены трапециеподобной формы, большие и меньшие основания которых выполнены в виде отрезков дуг концентричных окружностей, а боковые стороны, соединяющие их под углом друг к другу, выполнены как ребра проходных отверстий, при этом соотношение длин дуг оснований и углов между ребрами выбирают таким образом, что в положении «закрыто» проходообразующие ребра проходных отверстий подвижного и неподвижного дисков соединяются по всей длине этих ребер. Другие новые признаки связаны с выполнением этого условия. При выполнении угла между ребрами проходных отверстий неподвижного диска меньшим угла между ребрами проходных отверстий подвижного диска длины дуг больших оснований проходных отверстий подвижного и неподвижного дисков выполняют равными. При выполнении угла между ребрами проходных отверстий неподвижного диска большим угла между ребрами проходных отверстий подвижного диска, длины дуг меньших оснований проходных отверстий подвижного и неподвижного дисков выполнены равными. Другой признак заключается в том, что угол между ребрами проходных отверстий неподвижного диска выполнен меньшим угла между ребрами проходных отверстий подвижного диска, при этом длины дуг больших оснований проходных отверстий подвижного и неподвижного дисков выполнены равными, а проходообразующие ребра проходных отверстий подвижного и неподвижного дисков образованы отрезками сторон центральных угловых секторов окружностей, ограниченных большими основаниями проходных отверстий дисков. Кроме того, новым признаком является то, что проходные отверстия подвижного и неподвижного дисков выполнены равнопроходными, при этом длина дуги большего основания выполнена меньшей длины дуги площадки перекрытия, лежащей на той же окружности, а ребра проходных отверстий выполнены как отрезки прямой, перекатывающейся без скольжения по окружности выбранного диаметра, меньшего диаметра окружности, образующей меньшую сторону трапециеподобного проходного отверстия. Предложенное техническое решение позволяет во всех вариантах исполнения при вращении подвижного диска относительно неподвижного диска, сохраняя трапециеподобную форму проходов, получать равномерно изменяющуюся площадь открытия или закрытия проходных отверстий и соответствующую линейной проходную характеристику регулятора. Кроме того, при малых открытиях поток равномерно распределяется вдоль всей длины проходообразующих ребер, что позволяет исключить появление кинжальных струй, размывов и эрозии элементов регулятора, стабилизировать поток и снизить сопутствующие глубокому дросселированию потока явления шума, вибрации, скачков давления, скорости и расхода.The solution to this problem is achieved by a combination of known features, which consists in the fact that the disk regulator contains a housing, inlet and outlet covers with inlet and outlet holes, a shut-off and control unit, a drive unit, fasteners and sealing elements, while the shut-off and control unit includes two coaxial installed mutually lapped disks, each of which is provided with through holes and overlapping areas of the through holes, wherein one of the disks is fixedly installed in the regulator, and the other disk, movable, connected to the drive unit, is installed with the possibility of rotation relative to the fixed disk and installation of through holes of the movable disk to the positions “open”, “closed”, “blocked” and intermediate positions relative to the through holes of the fixed disk, and new features, which consist in the fact that the through holes of the movable and fixed disks are made of a trapezoidal shape, the larger and smaller bases of which are made in the form of segments arcs of concentric circles, and the lateral sides connecting them at an angle to each other are made as ribs of passage holes, while the ratio of the lengths of the arcs of the bases and the angles between the ribs is chosen in such a way that in the “closed” position the passage-forming ribs of the passage openings of the movable and fixed disks connected along the entire length of these ribs. Other new features are related to the fulfillment of this condition. When the angle between the ribs of the through holes of the fixed disk is less than the angle between the ribs of the through holes of the movable disk, the lengths of the arcs of the large bases of the through holes of the movable and fixed disks are equal. When the angle between the ribs of the through holes of the fixed disk is made greater than the angle between the ribs of the through holes of the movable disk, the lengths of the arcs of the smaller bases of the through holes of the movable and fixed disks are made equal. Another feature is that the angle between the ribs of the passage holes of the fixed disk is made smaller than the angle between the ribs of the through holes of the movable disk, while the lengths of the arcs of the large bases of the through holes of the movable and fixed disks are equal, and the passage-forming ribs of the through holes of the movable and fixed disks are formed by segments sides of the central angular sectors of the circles bounded by the large bases of the through holes of the disks. In addition, a new feature is that the through holes of the movable and fixed disks are made equal, while the length of the arc of the larger base is made less than the length of the arc of the floor area lying on the same circle, and the edges of the through holes are made as segments of a straight line rolling without sliding along a circle of a selected diameter smaller than the diameter of a circle forming the smaller side of the trapezoidal bore. The proposed technical solution allows, in all versions, when the movable disk rotates relative to the fixed disk, while maintaining the trapezoidal shape of the passages, to obtain a uniformly changing opening or closing area of the through holes and the corresponding linear flow characteristic of the regulator. In addition, at small openings, the flow is evenly distributed along the entire length of the passage-forming ribs, which makes it possible to eliminate the appearance of dagger jets, washouts and erosion of the regulator elements, stabilize the flow and reduce the phenomena of noise, vibration, pressure surges, speed and flow associated with deep flow throttling.
Предложенное техническое решение иллюстрируется на примере двухпроходного регулятора графическими материалами, поясняющими сущность его, и вариантами выполнения, где изображено:The proposed technical solution is illustrated by the example of a two-pass regulator with graphic materials explaining its essence, and embodiments, where it is shown:
- на фиг. 1 - общий вид двухпроходного дискового регулятора;- in Fig. 1 - general view of a two-pass disk regulator;
- на фиг. 2-5 - примеры выполнения дисков по варианту исполнения проходных отверстий неподвижного диска с меньшим углом между ребрами, чем у подвижного диска, в том числе:- in Fig. 2-5 - examples of the execution of disks according to the design of the through holes of the fixed disk with a smaller angle between the ribs than that of the movable disk, including:
- на фиг. 2 - схема конструирования проходных отверстий подвижного диска;- in Fig. 2 is a diagram of the design of the passage holes of the movable disk;
- на фиг. 3 - схема конструирования проходных отверстий неподвижного диска;- in Fig. 3 is a diagram of the design of through holes of a fixed disk;
- на фиг. 4 - диски в положении «закрыто»;- in Fig. 4 - discs in the "closed" position;
- на фиг. 5 - диски в положении «полностью перекрыто»;- in Fig. 5 - discs in the "completely closed" position;
- на фиг. 6-9 - примеры выполнения дисков по варианту исполнения проходных отверстий неподвижного диска с большим углом между ребрами, чем у подвижного диска, в том числе:- in Fig. 6-9 - examples of the execution of disks according to the design of the through holes of the fixed disk with a larger angle between the ribs than that of the movable disk, including:
- на фиг. 6 - схема конструирования проходных отверстий подвижного диска;- in Fig. 6 is a diagram of the design of the passage holes of the movable disk;
- на фиг. 7 - схема конструирования проходных отверстий неподвижного диска;- in Fig. 7 is a diagram of the design of through holes of a fixed disk;
- на фиг. 8 - диски в положении «закрыто»;- in Fig. 8 - discs in the "closed" position;
- на фиг. 9 - диски в положении «полностью перекрыто»;- in Fig. 9 - discs in the "completely closed" position;
- на фиг. 10-13 - примеры выполнения дисков по варианту исполнения ребер проходных отверстий дисков в виде отрезков сторон центральных угловых секторов окружностей больших оснований, в том числе:- in Fig. 10-13 - examples of disks according to the variant of the ribs of the through holes of the disks in the form of segments of the sides of the central angular sectors of the circles of large bases, including:
- на фиг. 10 - схема конструирования проходных отверстий подвижного диска;- in Fig. 10 is a diagram of the design of the passage holes of the movable disk;
- на фиг. 11 - схема конструирования проходных отверстий неподвижного диска;- in Fig. 11 is a diagram of the design of through holes of a stationary disk;
- на фиг. 12 - диски в положении «закрыто»;- in Fig. 12 - disks in the "closed" position;
- на фиг. 13 - диски в положении «полностью перекрыто»;- in Fig. 13 - discs in the "completely closed" position;
- на фиг. 14-17 - примеры выполнения дисков с равнопроходными проходными отверстиями подвижного и неподвижного дисков (вариант 1), в том числе:- in Fig. 14-17 - examples of disks with equal bores of the movable and fixed disks (option 1), including:
- на фиг. 14 - схема конструирования проходных отверстий подвижного диска;- in Fig. 14 is a diagram of the design of the passage holes of the movable disk;
- на фиг. 15 - схема конструирования проходных отверстий неподвижного диска;- in Fig. 15 is a diagram of the design of through holes of a fixed disk;
- на фиг. 16 - диски в положении «закрыто»;- in Fig. 16 - disks in the "closed" position;
- на фиг. 17 - диски в положении «полностью перекрыто»;- in Fig. 17 - discs in the "completely closed" position;
- на фиг. 18-21 - примеры выполнения дисков с равнопроходными проходными отверстиями подвижного и неподвижного дисков (вариант 2), в том числе:- in Fig. 18-21 - examples of disks with equal bores of the movable and fixed disks (option 2), including:
- на фиг. 18 - схема конструирования проходных отверстий подвижного диска;- in Fig. 18 is a diagram of the design of the passage holes of the movable disk;
- на фиг. 19 - схема конструирования проходных отверстий неподвижного диска;- in Fig. 19 is a diagram of the design of through holes of a fixed disk;
- на фиг. 20 - диски в положении «закрыто»;- in Fig. 20 - disks in the "closed" position;
- на фиг. 21 - диски в положении «полностью перекрыто»;- in Fig. 21 - discs in the "completely closed" position;
- на фиг. 22-27 - сравнительный анализ предложенной формы выполнения проходных отверстий подвижных и неподвижных дисков и известных форм прототипа и аналога при малых открытиях, в том числе:- in Fig. 22-27 - a comparative analysis of the proposed form of execution of the through holes of the movable and fixed disks and the known forms of the prototype and analogue with small openings, including:
- на фиг. 22 - подвижный и неподвижный диски с проходными отверстиями равной трапециевидной формы в положении «полностью открыто»;- in Fig. 22 - movable and fixed disks with passage holes of equal trapezoidal shape in the "fully open" position;
- на фиг. 23 - диски на фиг. 22 в положении «частично открыто»;- in Fig. 23 - disks in Fig. 22 in the "partially open" position;
- на фиг. 24 - подвижный и неподвижный диски с проходными отверстиями равной треугольной формы в положении «полностью открыто» (прототип);- in Fig. 24 - movable and fixed discs with through holes of equal triangular shape in the "fully open" position (prototype);
- на фиг. 25 - диски на фиг. 24 в положении «частично открыто»;- in Fig. 25 - disks in Fig. 24 in the "partially open" position;
- на фиг. 26 - подвижный и неподвижный диски с проходными отверстиями равной цилиндрической формы в положении «полностью открыто» (аналог);- in Fig. 26 - movable and fixed disks with through holes of equal cylindrical shape in the "fully open" position (analogue);
- на фиг. 27 - диски на фиг. 26 в положении «частично открыто».- in Fig. 27 - disks in Fig. 26 in the "partially open" position.
Регулятор состоит из корпуса 1, входной и выходной торцевых крышек 2 и 3 с входным и выходным отверстиями 4 и 5, запорно-регулирующего узла, включающего неподвижный диск 6 и подвижный диск 7, приводного узла, включающего червячное колесо 8, жестко соединенного с подвижным диском 7, и червяка 9, соединенного с ручным или механическим приводом (не показан), а также подпружиненного диска 10, системы противодавления 11, крепежных элементов 12, соединяющих корпус с торцевыми крышками, и уплотнительных элементов 13. Подвижный и неподвижный диски снабжены притертыми торцами 14 и 15 соответственно и проходными отверстиями соответственно 16 и 17, выполненными трапециеподобной формы (фиг. 2), большее и меньшее основания 18 и 19, которых соответственно выполнены как отрезки дуг концентричных окружностей 20 и 21, а боковые стороны, соединяющие их под углом друг к другу выполнены как ребра 22 и 23 проходных отверстий дисков. При этом общая площадь проходных отверстий каждого диска выбирается не менее площади входного отверстия 4, а трапециеподобная форма проходных отверстий выбирается из условия, что проходообразующие ребра проходных отверстий подвижного и неподвижного дисков совпадают по всей длине этих ребер в положении «закрыто». Схемы построения вариантов пар проходных отверстий трапециеподобной формы для подвижного и неподвижного дисков регулятора, отвечающие этому условию, показаны на примере дисков для двухпроходных регуляторов на фиг. 2 и 3, 6 и 7, 10 и 11, 14 и 15, 18 и 19, и обозначены штриховыми линиями.The regulator consists of a
В варианте исполнения проходных отверстий дисков (фиг. 2-5), при котором угол «α» между ребрами 22 и 23 проходных отверстий подвижного диска 7 выполнен большим угла «α1» между ребрами 24 и 25 проходных отверстий неподвижного диска 6, неизменными остаются при этом длины дуг «а» больших оснований 18, а длины дуг «в1» меньших оснований 19 неподвижного диска выполнены больше длин дуг «в» меньших оснований подвижного диска. При повороте подвижного диска в направлении закрытия проходных отверстий неподвижного диска проходообразующие ребра 22 подвижного диска и 25 неподвижного диска занимают в соответствии с управляющей командой положение «частично открыто», при котором проходы между ними сохраняют в любом положении трапециеподобную форму, или при повороте на угол «β» (фиг. 4) занимают положение «закрыто», при котором проходообразующие ребра 22 и 25 совпадают по всей длине, и, завершая поворот, устанавливаются в положение «перекрыто» (фиг. 5) в ожидании команды на открытие проходов. При этом угол «β1» соответствует половине угла между осями проходных отверстий: для двухпроходных дисков - это 90°, для трехпроходных - 60°, для четырехпроходных - 45°.In the embodiment of the through holes of the disks (Fig. 2-5), in which the angle "α" between the
В варианте исполнения проходных отверстий дисков (фиг. 6-9), при котором угол «α» между ребрами 26 и 27 проходных отверстий 28 подвижного диска 29 выполнен меньшим угла «α1» между ребрами 30 и 31 проходных отверстий 32 неподвижного диска 33, неизменными остаются длины дуг «в» меньших оснований проходных отверстий дисков, а длины дуг «а» больших оснований проходных отверстий подвижного диска выполнены меньше длин дуг «а1» больших оснований проходных отверстий неподвижного диска.In the embodiment of the through holes of the disks (Fig. 6-9), in which the angle "α" between the
При повороте подвижного диска в направлении закрытия проходных отверстий неподвижного диска, проходообразующие ребра 27 подвижного диска и 31 неподвижного диска занимают в соответствии с управляющей командой положение «частично открыто», при котором проходы между ними сохраняют в любом положении трапециеподобную форму, или при повороте на угол «β» (фиг. 8) занимают положение «закрыто», при котором проходообразующие ребра 27 и 31 совпадают по всей длине ребер, и, завершая поворот при угле «β1» (фиг. 9), как и в предыдущем примере равным 90°, устанавливаются в положение «перекрыто».When the movable disk is rotated in the direction of closing the passage holes of the fixed disk, the passage-forming
В варианте исполнения проходных отверстий дисков (фиг. 10-13), при котором угол «α» между ребрами 34 и 35 проходных отверстий 36 подвижного диска 37 выполнен большим угла «α1» между ребрами 38 и 39 проходных отверстий 40 неподвижного диска 41, длины дуг «а» больших оснований проходных отверстий подвижного и неподвижного дисков выполнены равными, а проходообразующие ребра 34 подвижного диска и 39 неподвижного диска образованы отрезками сторон 42 и 43 центральных угловых секторов окружностей больших оснований. При таком выполнении при повороте подвижного диска в направлении закрытия проходных отверстий неподвижного диска проходообразующие ребра 34 подвижного диска и 39 неподвижного диска занимают в соответствии с управляющей командой положение «частично открыто», при котором проходы между ними в любом положении сохраняют трапециеподобную форму, или при повороте на угол «β» (фиг. 12) занимают положение «закрыто», при котором проходообразующие ребра 34 и 39 совпадают по всей длине ребер, и, завершая поворот при угле «β1» (фиг. 13), устанавливаются в положение «перекрыто».In the embodiment of the through holes of the disks (Fig. 10-13), in which the angle "α" between the
Примеры выполнения дисков с равнопроходными проходными отверстиями подвижного и неподвижного дисков представлены в двух из множества возможных вариантов выполнения проходных отверстий с различной площадью прохода.Examples of performing disks with equal bores of the movable and fixed discs are presented in two of the many possible options for making through holes with different passage areas.
В варианте исполнения на фиг. 14-17 проходные отверстия 44 подвижного диска 45 выполнены равнопроходными с проходными отверстиями 46 неподвижного диска 47. При этом длина дуги 48 большего основания «а» выполнена меньшей длины дуги 49 площадки перекрытия 50, лежащей на той же окружности 51 между ребрами 52 проходного отверстия 44 и 53 проходного отверстия 54 этого диска. При этом каждое ребро выполнено как отрезок прямой 55, перекатывающейся по окружности 56 выбранного диаметра «d». При повороте подвижного диска в направлении закрытия проходных отверстий неподвижного диска проходообразующие ребра 57 подвижного диска и 58 неподвижного диска занимают в соответствии с управляющей командой положение «частично открыто», при котором проходы между ними в любом положении сохраняют трапециеподобную форму, или при повороте на угол «β» (фиг. 16) занимают положение «закрыто», при котором проходообразующие ребра 57 и 58 совпадают по всей длине ребер, и, завершая поворот при угле «β1» (фиг. 17), устанавливаются в положение «перекрыто».In the embodiment shown in FIG. 14-17 through
В варианте исполнения на фиг. 18-21 проходные отверстия 59 подвижного диска 60 выполнены равнопроходными с проходными отверстиями 61 неподвижного диска 62. При этом на фиг. 18 и 19 представлены схемы построения проходных отверстий максимальной площади при заданных параметрах концентричных окружностей 63 и 64 и окружности обкатки 65 диаметром «d» при соблюдении условия выполнения длины дуги 66 большего основания проходного отверстия меньшей, чем длина дуги 67, лежащей на той же окружности 63 между ребрами 68 проходного отверстия 59 и 69 проходного отверстия 70, а самих ребер, как отрезков прямой 71, перекатывающейся по окружности 65 диаметром «d». При повороте подвижного диска в направлении закрытия проходных отверстий неподвижного диска проходообразующие ребра 72 подвижного диска и 73 неподвижного диска занимают в соответствии с управляющей командой положение «частично открыто», при котором проходы между ними в любом положении сохраняют трапециеподобную форму, или при повороте на угол «β» (фиг. 20) занимают положение «закрыто», при котором проходообразующие ребра 72 и 73 совпадают по всей длине ребер, и, завершая поворот при угле «β1» (фиг. 21) устанавливаются в положение «перекрыто».In the embodiment shown in FIG. 18-21, the passage holes 59 of the
Приведенные на фиг. 22-27 примеры показывают формы проходов при их полных и малых открытиях в предложенных и известных формах выполнения проходных отверстий в регуляторах дискового типа.Shown in FIG. 22-27 examples show the shapes of the passages at their full and small openings in the proposed and known forms of making through holes in disc-type regulators.
При выполнении проходов 74 и 75 трапециеподобной и равнопроходной формы у подвижного 76 и неподвижного 77 дисков при движении подвижного диска из положения «открыто» (фиг. 22) проход 78 сохраняет трапециеподобную форму и линейную характеристику расхода и распределение потока по всей длине ребер, как при полном, так и малом открытии (фиг. 23) вплоть до закрытия проходов.When making
При выполнении проходов 79 и 80, как у прототипа, треугольной равнопроходной формы у подвижного 81 и неподвижного 82 дисков при движении подвижного диска из положения «открыто» (фиг. 24) проход 83 изменяется нелинейно как по ширине проходообразующих ребер, так и соответственно по площади прохода и при малых открытиях поток приобретает кинжальную форму (фиг. 25).When performing
При выполнении проходов 84 и 85, как у аналога, цилиндрической равнопроходной формы у подвижного 86 и неподвижного 87 дисков при движении подвижного диска из положения «открыто» (фиг. 26) проход 88 нелинейно изменяет форму на элипсовидную, сужающуюся по мере движения, вплоть до формы, которую принято называть формой «глаза» (фиг. 27).When performing
Предложенные варианты выполнения проходных отверстий трапециеподобной формы и сочетания проходных отверстий подвижного и неподвижного дисков позволяют отметить следующие преимущества перед аналогами, где проходные отверстия подвижных и неподвижных дисков имеют одинаковую форму и выполнены в виде треугольных секторов или цилиндрических отверстий. Трапециеподобная форма позволяет в любом положении частичного открытия проходов, в том числе при малых проходах и больших перепадах давления сохранять линейную проходную характеристику расхода и избавиться от высокоскоростных кинжальных струй потока, или струй потока в форме «глаза», переведя их в распределенные по длине ребер потоки, близкие к потокам прямоугольной формы, которые обеспечивают меньшую склонность дросселируемых потоков к турбулентности и сопутствующим ей явлениям шума, вибраций, эрозионного износа. Выбор оптимальной формы из представленных вариантов и количества проходных отверстий на дисках зависит от поставленных задач: максимальной площади проходных отверстий при заданной площади контактных поверхностей подвижного и неподвижного дисков, скорости закрытия регулятора, заданных характеристик точности регулировки.The proposed embodiments of trapezoidal through holes and combinations of through holes of the movable and fixed disks allow us to note the following advantages over analogues, where the through holes of the movable and fixed disks have the same shape and are made in the form of triangular sectors or cylindrical holes. The trapezoidal shape allows in any position of partial opening of passages, including at small passages and large pressure drops, to maintain a linear flow characteristic and get rid of high-speed dagger jets of flow, or jets of flow in the form of an “eye”, converting them into flows distributed along the length of the ribs , close to rectangular flows, which provide a lower tendency of throttled flows to turbulence and the accompanying phenomena of noise, vibration, and erosive wear. The choice of the optimal shape from the presented options and the number of through holes on the disks depends on the tasks set: the maximum area of the through holes for a given area of the contact surfaces of the movable and fixed disks, the closing speed of the regulator, the specified characteristics of the adjustment accuracy.
Claims (5)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2794310C1 true RU2794310C1 (en) | 2023-04-14 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5054521A (en) * | 1990-06-13 | 1991-10-08 | Automatic Control Components, Inc. | Multiple orifice valve with improved turn-down ratio |
DK171285B1 (en) * | 1993-10-28 | 1996-08-19 | Flowcon International I S | Glare or sliding valve, especially for controlling fluid flow in a central heating system |
RU2236623C2 (en) * | 1998-01-28 | 2004-09-20 | Гевипи АГ | Pair of disks made of hard material |
RU2280800C1 (en) * | 2004-11-24 | 2006-07-27 | Виктор Васильевич Совпель | Straight-flow controlled multi-pass throttle |
RU2338107C1 (en) * | 2007-02-20 | 2008-11-10 | Александр Павлович Андреев | Control valve |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5054521A (en) * | 1990-06-13 | 1991-10-08 | Automatic Control Components, Inc. | Multiple orifice valve with improved turn-down ratio |
DK171285B1 (en) * | 1993-10-28 | 1996-08-19 | Flowcon International I S | Glare or sliding valve, especially for controlling fluid flow in a central heating system |
RU2236623C2 (en) * | 1998-01-28 | 2004-09-20 | Гевипи АГ | Pair of disks made of hard material |
RU2280800C1 (en) * | 2004-11-24 | 2006-07-27 | Виктор Васильевич Совпель | Straight-flow controlled multi-pass throttle |
RU2338107C1 (en) * | 2007-02-20 | 2008-11-10 | Александр Павлович Андреев | Control valve |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5311897A (en) | Rotary control valve with offset variable area orifice and bypass | |
US4691894A (en) | Valve | |
US5524863A (en) | Quarter turn rotatable flow control valve | |
CA2658150C (en) | Fluid control valve | |
CA1150591A (en) | Multiple orifice valves | |
US20080035744A1 (en) | Thermostatic Cartridge for Regulating Hot and Cold Fluids to be Mixed, and a Mixer Tap Provided with Such a Cartridge | |
US4471810A (en) | Valve apparatus | |
US7073532B2 (en) | Valve assembly | |
US4665946A (en) | Rotary control valves with pressure-reducing means | |
CN113090780B (en) | Valve opening and closing structure and valve | |
CA2662050C (en) | Improved flow for port guided globe valve | |
US3443793A (en) | Variable area orifice,rotary control valve | |
EP0565905B1 (en) | Control and shut-off valve | |
RU2745710C2 (en) | Locking elements of valve with curvilinear notches | |
US7028985B2 (en) | Inline control valve with rack and pinion movement | |
RU2794310C1 (en) | Disk regulator | |
EP0085565A1 (en) | Plug valves | |
US11143312B2 (en) | Eccentric rotary valve | |
CN114072608B (en) | Pipe joint device | |
RU2382924C1 (en) | Multipurpose valve | |
KR100305139B1 (en) | Ball valve with offset through duct | |
RU2179275C2 (en) | Control valve | |
RU2088829C1 (en) | Control ball valve | |
RU2753079C1 (en) | Shut-off and control valve with variable capacity | |
RU209926U1 (en) | valve head |