RU2812156C1

RU2812156C1 - Wedge valve

Info

Publication number: RU2812156C1
Application number: RU2023126644A
Authority: RU
Inventors: Антон Евгеньевич Лебедев; Иван Алексеевич Овчинников; Тимофей Николаевич Новиков; Карина Сергеевна Дунина; Олег Владимирович Мишанин; Дмитрий Евгеньевич Голубев; Алексей Ильич Иванов; Евгений Артемович Ефимов; Анна Сергеевна Кочешкова; Антон Владимирович Шошнев; Владимир Николаевич Силинский; Павел Евгеньевич Бакланов
Filing date: 2023-10-17
Publication date: 2024-01-24

Abstract

FIELD: valve industry.

SUBSTANCE: invention relates in particular to valves used in industrial pipeline fittings, and is intended for shutting off pipelines. A wedge gate valve containing a body equipped with a central and through holes, flanges installed in the seat body, and a wedge gate interacting with the seats, connected to a retractable spindle located in the central hole of the body and installed with the ability to move in the body, a cover in which the stuffing box is located a seal and a drive installed at the free end of the spindle, the inner surface of the ends of the housing and the outer surface of the flanges are equipped with threads with which they are connected to each other, in the lower part of the housing, under the central hole, there is a cavity of rectangular cross-section, the upper and lower surfaces of the wedge valve have a rectangular shape and are located in parallel planes, and the upper surface has a smaller size than the lower, and the spindle is attached to the upper surface of the wedge valve, on which inclined rods are installed on both sides of the spindle, and a seal is attached to the lower one, contacting the sides with the walls of the cavity.

EFFECT: proposed design of the wedge valve prevents cavitation.

2 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к арматуростроению, в частности к задвижкам, применяемым в промышленной трубопроводной арматуре, и предназначено для перекрытия трубопроводов.The present invention relates to the valve industry, in particular to valves used in industrial pipeline fittings, and is intended for shutting off pipelines.

Известна задвижка с клиновым затвором, содержащая корпус, затвор со сферическими взаимно контактирующими частями, взаимодействующий с головкой шпинделя, и ограничитель взаимного перемещения частей затвора, расположенный в плоскости, перпендикулярной оси прохода задвижки, отличающаяся тем, что одна из частей затвора выполнена в виде клина со сферическим гнездом и взаимодействует с головкой шпинделя, а вторая часть - в виде сферического вкладыша с радиусом сферы, меньшим радиуса контактирующей с ней сферы, размещена в гнезде клина, при этом ограничитель взаимного перемещения частей затвора выполнен в виде двух осей, соосно расположенных между собой, причем один конец каждой из осей закреплен в отверстии клина, а другой расположен в отверстии вкладыша с радиальным и осевым зазорами [Патент РФ №2264573, МПК F1K 3/12, опубл. 20.11.2005, БИ №32].A valve with a wedge gate is known, containing a body, a gate with spherical mutually contacting parts interacting with the spindle head, and a limiter for the mutual movement of parts of the gate, located in a plane perpendicular to the axis of passage of the valve, characterized in that one of the parts of the gate is made in the form of a wedge with a spherical socket and interacts with the spindle head, and the second part - in the form of a spherical liner with a sphere radius less than the radius of the sphere in contact with it, is placed in the wedge socket, while the limiter for the mutual movement of the shutter parts is made in the form of two axes coaxially located with each other, moreover, one end of each of the axes is fixed in the wedge hole, and the other is located in the liner hole with radial and axial clearances [RF Patent No. 2264573, IPC F1K 3/12, publ. 20.11.2005, BI No. 32].

Недостатком данной задвижки является возникновение кавитации.The disadvantage of this valve is the occurrence of cavitation.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является клиновая задвижка, содержащая корпус, снабженный центральным и сквозным отверстиями, фланцы, установленные в корпусе седла, и взаимодействующий с седлами клин, соединенный с выдвижным шпинделем, расположенным в центральном отверстии корпуса и установленным с возможностью перемещения в корпусе, крышку, в которой расположена и сальниковая камера с установленным в ней сальниковым уплотнением, и привод, установленный на свободном конце шпинделя, внутренняя поверхность концов корпуса и наружная поверхность фланцев снабжены резьбой, при помощи которой они соединены между собой, при этом концы фланцев снабжены шейками, а корпус снабжен проточками, кроме того в канавках, образованных шейками фланцев и проточками корпуса, установлены кольца из терморасширенного графита, снабженные металлическими кольцами, имеющими Г-образный профиль [Патент РФ №2290557, МПК F16K 3/12, F16K 27/04 опубл. 27.12.2006, БИ №36].The closest to the proposed invention is a wedge valve containing a body equipped with a central and through holes, flanges installed in the seat body, and a wedge interacting with the seats, connected to a retractable spindle located in the central hole of the body and installed with the ability to move in the body, a cover , in which there is located both a stuffing box with a stuffing box seal installed in it, and a drive installed at the free end of the spindle, the inner surface of the ends of the housing and the outer surface of the flanges are equipped with threads by which they are connected to each other, while the ends of the flanges are equipped with necks, and the body is equipped with grooves, in addition, in the grooves formed by the necks of the flanges and the grooves of the body, rings made of thermally expanded graphite are installed, equipped with metal rings having an L-shaped profile [RF Patent No. 2290557, IPC F16K 3/12, F16K 27/04 publ. 12/27/2006, BI No. 36].

Недостатком данной клиновой задвижки является возникновение кавитации.The disadvantage of this wedge valve is the occurrence of cavitation.

Техническим результатом данного изобретения является создание клиновой задвижки, предотвращающей возникновение кавитации.The technical result of this invention is the creation of a wedge valve that prevents the occurrence of cavitation.

Технический результат достигается тем, что предлагается клиновая задвижка, содержащая корпус, снабженный центральным и сквозным отверстиями, фланцы, установленные в корпусе седла, и взаимодействующий с седлами клиновый затвор, соединенный с выдвижным шпинделем, расположенным в центральном отверстии корпуса и установленным с возможностью перемещения в корпусе, крышку, в которой расположено сальниковое уплотнение, и привод, установленный на свободном конце шпинделя, внутренняя поверхность концов корпуса и наружная поверхность фланцев снабжены резьбой, при помощи которой они соединены между собой.The technical result is achieved by the fact that a wedge gate valve is proposed, containing a body equipped with a central and through holes, flanges installed in the seat body, and a wedge gate interacting with the seats, connected to a retractable spindle located in the central hole of the body and installed with the ability to move in the body , a cover in which the stuffing box seal is located, and a drive installed at the free end of the spindle, the inner surface of the ends of the housing and the outer surface of the flanges are equipped with threads with which they are connected to each other.

Отличительными конструктивными особенностями предлагаемого изобретения является то, что в нижней части корпуса, под центральным отверстием, выполнена полость прямоугольного сечения, верхняя и нижняя поверхности клинового затвора имеют прямоугольную форму и расположены в параллельных плоскостях, причем верхняя поверхность имеет меньший размер, чем нижняя, причем шпиндель присоединен к верхней поверхности клинового затвора, на которой по обе стороны шпинделя, установлены наклонные стержни, а к нижней прикреплено уплотнение, контактирующее боковыми сторонами со стенками полости, а центральное отверстие имеет прямоугольное сечение, а в нижней части шпинделя выполнены чередующиеся по высоте кольцевые канавки и выступы. На фиг. 1 изображена схема клиновой задвижки.Distinctive design features of the proposed invention are that in the lower part of the body, under the central hole, there is a cavity of rectangular cross-section, the upper and lower surfaces of the wedge gate are rectangular in shape and located in parallel planes, and the upper surface is smaller than the lower one, and the spindle attached to the upper surface of the wedge valve, on which inclined rods are installed on both sides of the spindle, and a seal is attached to the bottom, which is in contact with the sides of the cavity walls, and the central hole has a rectangular cross-section, and in the lower part of the spindle there are annular grooves alternating in height and protrusions. In fig. Figure 1 shows a diagram of a wedge valve.

Клиновая задвижка содержит корпус 1, снабженный центральным 2 и сквозным 3 отверстиями, фланцы 4 и 5, установленные в корпусе седла 6 и 7, и взаимодействующий с седлами клиновый затвор 8, соединенный с выдвижным шпинделем 9, расположенным в центральном отверстии 2 корпуса 1 и установленным с возможностью перемещения в корпусе 1, крышку 10, в которой расположено сальниковое уплотнение 11, и привод 12, установленный на свободном конце шпинделя 9, внутренняя поверхность концов корпуса 1 и наружная поверхность фланцев 4 и 5 снабжены резьбой, при помощи которой они соединены между собой. В нижней части корпуса 1, под центральным отверстием 2, выполнена полость 13 прямоугольного сечения, верхняя и нижняя поверхности клинового затвора 8 имеют прямоугольную форму и расположены в параллельных плоскостях, причем верхняя поверхность имеет меньший размер, чем нижняя, шпиндель 9 присоединен к верхней поверхности клинового затвора 8, на которой, по обе стороны шпинделя, установлены наклонные стержни 14, а к нижней прикреплено уплотнение 15, контактирующее боковыми сторонами со стенками полости 13.The wedge valve contains a body 1, equipped with a central 2 and through 3 holes, flanges 4 and 5 installed in the seat body 6 and 7, and a wedge valve 8 interacting with the seats, connected to a retractable spindle 9 located in the central hole 2 of the body 1 and installed with the ability to move in the housing 1, the cover 10, in which the gland seal 11 is located, and the drive 12, mounted on the free end of the spindle 9, the inner surface of the ends of the housing 1 and the outer surface of the flanges 4 and 5 are provided with threads with which they are connected to each other . In the lower part of the body 1, under the central hole 2, there is a cavity 13 of rectangular cross-section, the upper and lower surfaces of the wedge valve 8 are rectangular in shape and located in parallel planes, and the upper surface is smaller than the lower one, the spindle 9 is attached to the upper surface of the wedge shutter 8, on which, on both sides of the spindle, inclined rods 14 are installed, and a seal 15 is attached to the bottom, which is in contact with the sides with the walls of the cavity 13.

Центральное отверстие 2 имеет прямоугольное сечение. В нижней части шпинделя 9, выполнены чередующиеся по высоте кольцевые канавки 16 и выступы 17.The central hole 2 has a rectangular cross-section. In the lower part of the spindle 9, there are annular grooves 16 and protrusions 17 alternating in height.

Клиновая задвижка работает следующим образом.The wedge valve works as follows.

В полностью закрытом положении клиновый затвор 8 находится в крайнем верхнем положении и контактирует с поверхностями седел 6 и 7. Сквозное отверстие 3 перекрыто.In the fully closed position, the wedge valve 8 is in its uppermost position and is in contact with the surfaces of the seats 6 and 7. The through hole 3 is blocked.

В полностью открытом положении клиновый затвор 8 находится в крайнем нижнем положении - в нижней части корпуса 1, под центральным отверстием 2, в полости 13 прямоугольного сечения. Сквозное отверстие 3 открыто, жидкость проходит через клиновую задвижку.In the fully open position, the wedge valve 8 is in its lowest position - in the lower part of the housing 1, under the central hole 2, in the cavity 13 of rectangular cross-section. Through hole 3 is open, liquid passes through the wedge valve.

При открытии клиновой задвижки привод 12 перемещает шпиндель 9 с присоединенным к нему клиновым затвором 8 вниз, происходит открытие сквозного отверстия 3, по которому течет жидкость.When the wedge valve is opened, the drive 12 moves the spindle 9 with the wedge valve 8 attached to it downward, and the through hole 3 opens, through which liquid flows.

В начальных фазах открытия скорость жидкости максимальна, при этом наблюдается резкое падение давления, что может привести к возникновению кавитации.In the initial phases of opening, the fluid velocity is maximum, and a sharp drop in pressure is observed, which can lead to cavitation.

С целью обеспечения плавного перепада давления и рассеивания потока на верхней поверхности клинового затвора 8, по обе стороны шпинделя, установлены наклонные стержни 14, при взаимодействии потока с последними происходит его деление на струи, что предотвращает возникновение кавитации. Выполнение стержней 14 наклонными обеспечивает их взаимодействие с потоком в начальных фазах открытия практически под прямым углом, это позволяет наиболее эффективно делить поток на струи.In order to ensure a smooth pressure drop and dispersion of the flow, inclined rods 14 are installed on the upper surface of the wedge valve 8, on both sides of the spindle; when the flow interacts with the latter, it is divided into jets, which prevents the occurrence of cavitation. Making the rods 14 inclined ensures their interaction with the flow in the initial phases of opening almost at a right angle, this makes it possible to most effectively divide the flow into jets.

Для этих же целей в нижней части шпинделя 9 выполнены чередующиеся по высоте кольцевые канавки 16 и выступы 17, при взаимодействии с которыми струи делятся на более мелкие. Чередование по высоте кольцевых канавок 16 и выступов 17 приводит к многократной смене направлений движения в потоке и является дополнительным гидравлическим сопротивлением, обеспечивающим более плавный перепад давлений.For the same purposes, in the lower part of the spindle 9 there are ring grooves 16 and projections 17 alternating in height, upon interaction with which the jets are divided into smaller ones. Alternating the height of the annular grooves 16 and protrusions 17 leads to multiple changes in the direction of movement in the flow and is an additional hydraulic resistance that provides a smoother pressure drop.

Расположение наклонных стержней 14, по обе стороны шпинделя, обеспечивает двукратное деление потока на струи, что эффективно предотвращает возникновение кавитации.The arrangement of inclined rods 14 on both sides of the spindle ensures a double division of the flow into jets, which effectively prevents the occurrence of cavitation.

Для предотвращения попадания жидкости в полость 13 к нижней поверхности клинового затвора 8 прикреплено уплотнение 15, контактирующее боковыми сторонами с ее стенками.To prevent liquid from entering the cavity 13, a seal 15 is attached to the lower surface of the wedge valve 8, which is in contact with its sides with its walls.

Благодаря тому, что в нижней части корпуса 1, под центральным отверстием 2, выполнена полость 13 прямоугольного сечения, обеспечивается перемещение клинового затвора 8 при открытии клиновой задвижки.Due to the fact that in the lower part of the housing 1, under the central hole 2, there is a cavity 13 of rectangular cross-section, the wedge valve 8 moves when the wedge valve is opened.

За счет того, что верхняя и нижняя поверхности клинового затвора 8 имеют прямоугольную форму и расположены в параллельных плоскостях, удается обеспечить надежное соединение клинового затвора 8 со шпинделем 8 сверху и с уплотнением 15 в нижней части.Due to the fact that the upper and lower surfaces of the wedge valve 8 are rectangular in shape and located in parallel planes, it is possible to ensure a reliable connection of the wedge valve 8 with the spindle 8 on top and with the seal 15 at the bottom.

Возможность перемещение клинового затвора 8 в открытом положении в полость 13 обеспечивается тем, что верхняя поверхность клинового затвора 8 имеет меньший размер, чем нижняя.The ability to move the wedge gate 8 in the open position into the cavity 13 is ensured by the fact that the upper surface of the wedge gate 8 is smaller than the bottom.

Выполнение центрального отверстия 2 прямоугольного сечения обеспечивает такое истечение жидкости на начальной фазе открытия, при котором она равномерно обтекает клиновый затвор 8 сверху и взаимодействует с наклонными стержнями 14, разделяясь на струи.The execution of the central hole 2 of rectangular cross-section ensures such an outflow of liquid in the initial phase of opening, in which it uniformly flows around the wedge valve 8 from above and interacts with the inclined rods 14, dividing into jets.

Предлагаемая конструкция клиновой задвижки позволяет предотвратить кавитацию.The proposed design of the wedge valve prevents cavitation.

Claims

1. A wedge valve comprising a body equipped with a central and through holes, flanges installed in the seat body, and a wedge gate interacting with the seats, connected to a retractable spindle located in the central hole of the body and mounted for movement in the body, a cover in which a gland seal is located, and the drive is installed at the free end of the spindle, the inner surface of the ends of the housing and the outer surface of the flanges are equipped with threads by which they are connected to each other, characterized in that in the lower part of the housing, under the central hole, there is a cavity of rectangular cross-section, the upper and lower surfaces of the wedge valve have a rectangular shape and are located in parallel planes, and the upper surface is smaller than the lower, and the spindle is attached to the upper surface of the wedge valve, on which inclined rods are installed on both sides of the spindle, and a seal is attached to the bottom, contacting the sides with the walls of the cavity.

2. Wedge valve according to claim 1, characterized in that the central hole has a rectangular cross-section, and in the lower part of the spindle there are annular grooves and protrusions alternating in height.