RU2125197C1

RU2125197C1 - Check valve

Info

Publication number: RU2125197C1
Application number: RU97109618A
Authority: RU
Inventors: И.Г. Данильченко; С.Т. Зыков; В.В. Середа; Ю.В. Попов; Д.И. Мельников; А.И. Голеницкий; Ю.В. Скворцова
Priority date: 1997-06-06
Filing date: 1997-06-06
Publication date: 1999-01-20

Abstract

FIELD: pipe line fittings; devices for automatic shutoff of pipe lines. SUBSTANCE: check valve has body with inlet and outlet branch pipes and rigidly secured partition which is provided with central hole. Shut-off. member is made in form of plate. Valve is provided with second partition which is identical to first one, guide bush with ports formed by plate motion limiters. Plate is located inside guide bush. Plate motion limiters are made in form of ladder-type mechanism. Axles located horizontally and secured in ports of bush are used as fixed member of this mechanism. Ends of driven members are rotatably secured on these axle at one end; besides that, these axles hold spring-loaded retainers mounted at preset angle relative to axis driven members. Drive member is made in form of weight movably secured between other ends of driven members on common axles. EFFECT: enhanced reliability of check valve at high flow rates of liquid through its passage area. 6 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к средствам автоматического перекрытия сечения трубопроводов, устанавливаемым в сборно-разборных трубопроводных с разъемными соединениями типа "Раструб", "Виктолик" или аналогичными им, которые позволяют соединяемым элементам вращаться относительно друг друга вокруг продольной оси без демонтажа стыков и потери герметичности в соединениях. Изобретение может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, в которых применяются сборно-разборные трубопроводы с названным типом соединения. The present invention relates to pipe fittings, in particular to means for automatically closing the cross-section of pipelines installed in collapsible pipelines with detachable joints of the "Bell", "Victolik" type or similar, which allow the connected elements to rotate relative to each other around the longitudinal axis without dismantling joints and loss of tightness in the joints. The invention can be used in all sectors of the economy in which collapsible pipelines with the named type of connection are used.

Обратный клапан предназначен для пропуска жидкости в прямом направлении (направлении перекачки) и предотвращения ее движения в направлении противоположном направлению перекачки. The non-return valve is designed to allow fluid to flow in the forward direction (pumping direction) and to prevent its movement in the direction opposite to the pumping direction.

Известен обратный клапан, состоящий из воронкообразного корпуса, в котором на оси подвижно закреплена захлопка, перекрывающая в опущенном положении проходное сечение клапана, прижимаясь при этом к седлу [1 - Коваленко В.Г., Бойко В.В., Курятов В.В. "Сборно-разборные трубопроводы". - М.: Недра, 1972 г. 200 с.)]. A non-return valve is known, consisting of a funnel-shaped body, in which a flap is movably fixed on the axis, overlapping the passage section of the valve in the lowered position, pressing against the seat [1 - Kovalenko VG, Boyko VV, Kuryatov VV "Collapsible pipelines". - M .: Nedra, 1972, 200 p.)].

Недостатком указанного клапана является необходимость выполнения демонтажно-монтажных работ для перестановки клапана при подготовке линии к перекачке жидкости в обратном направлении, что неизбежно приводит к затратам времени и проливам перекачиваемого продукта. The disadvantage of this valve is the need for dismantling and installation work to relocate the valve when preparing the line for pumping fluid in the opposite direction, which inevitably leads to time and spills of the pumped product.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является обратный клапан, в проточном поворотном корпусе которого выполнена перегородка с проходным отверстием и размещены две тарели с толкателями, шарнирно установленные на оси в корпусе и перекрывающие проходное отверстие перегородки [2 - авторское свидетельство N 10735211 F 16 K 15/03, 1982]. The closest in technical essence to the invention is a non-return valve, in the flowing rotary body of which a partition is made with a through hole and two plates with pushers are placed, pivotally mounted on an axis in the body and overlapping the through hole of the partition [2 - copyright certificate N 10735211 F 16 K 15 / 03, 1982].

Недостатком указанного клапана является его низкая надежность работы при высокой скорости движения жидкости. В этом случае за счет разности давлений жидкости над тарелью и под тарелью она при определенной скорости движения жидкости приподнимается и за счет динамического воздействия потока жидкости и разности давления во впускной и выпускной полостях прижмется к уплотнительным поверхностям перегородки, резко перекрыв проходное сечение, что приведет к гидравлическому удару и, отдельных случаях, к аварии на трубопроводе. The disadvantage of this valve is its low reliability at high speed fluid. In this case, due to the difference in the pressure of the liquid above the plate and under the plate, it rises at a certain velocity of the liquid and due to the dynamic effect of the liquid flow and the pressure difference in the inlet and outlet cavities, presses against the sealing surfaces of the partition, abruptly blocking the passage section, which will lead to hydraulic shock and, in some cases, a pipeline accident.

Цель изобретения - повышение надежности работы обратного клапана при высоких скоростях движения жидкости через проходное сечение. The purpose of the invention is to increase the reliability of the check valve at high speeds of fluid movement through the passage.

Указанная цель достигается тем, что известный обратный клапан, содержащий поворотный корпус с входным и выходным патрубками и с жестко закрепленной перегородкой, разделяющей корпус на входную и выходную полости и выполненной с центральным отверстием, запорный орган в виде тарели, седло которой расположено вокруг центрального отверстия перегородки, согласно предлагаемому изобретению, снабжен второй, идентичной первой, перегородкой, каждая из которых установлена в горизонтальной плоскости симметрично продольной оси корпуса, направляющей втулкой, выполненной с окнами в образующей и жестко закрепленной торцами по периметру седла тарели на перегородках, ограничителями хода тарели, которая свободно размещена внутри направляющей втулки, при этом ограничители хода тарели выполнены в виде многозвенного механизма, неподвижным звеном которого являются закрепленные в окнах втулки горизонтально расположенные оси, на которых с возможностью поворота закреплены одни концы ведомых звеньев и подпружиненные фиксаторы под заданным углом к продольной оси ведомых звеньев, а ведущее звено выполнено в виде груза и закреплено подвижно между другими концами ведомых звеньев на общих с ними осях. This goal is achieved by the fact that the known non-return valve containing a rotary housing with inlet and outlet nozzles and with a rigidly fixed partition separating the housing into the inlet and outlet cavities and made with a central hole, a shut-off body in the form of a plate, the seat of which is located around the Central hole of the partition , according to the invention, is equipped with a second, identical to the first, partition, each of which is installed in a horizontal plane symmetrically to the longitudinal axis of the housing, I direct it with a sleeve made with windows in the generatrix and rigidly fixed with ends along the perimeter of the seat of the plate on the partitions, limiters of the course of the plate, which is freely placed inside the guide sleeve, while the limiters of the course of the plate are made in the form of a multi-link mechanism, the fixed link of which is horizontally fixed in the windows of the sleeve located axes on which one ends of the driven links and spring-loaded clamps are fixed with a possibility of rotation at a given angle to the longitudinal axis of the driven links, and unit is designed as a load and is movably secured between the other ends of the slave units on common axes with them.

На фиг. 1 изображен обратный клапан (изометрическая проекция);
на фиг. 2 - обратный клапан (разрез, вид спереди) при отсутствии движения жидкости (исходное положение);
на фиг. 3 - обратный клапан (разрез, вид сверху);
на фиг. 4 - ограничитель движения тарели в двух видах;
на фиг. 5 - обратный клапан (разрез, вид спереди) при движении жидкости слева направо;
на фиг. 6 - обратный клапан (разрез, вид спереди) при движении жидкости справа налево.In FIG. 1 shows a check valve (isometric view);
in FIG. 2 - non-return valve (section, front view) in the absence of fluid movement (initial position);
in FIG. 3 - check valve (section, top view);
in FIG. 4 - plate movement limiter in two forms;
in FIG. 5 - check valve (section, front view) when the fluid moves from left to right;
in FIG. 6 - check valve (section, front view) when the fluid moves from right to left.

Обратный клапан состоит из корпуса 1 цилиндрической формы, входного и выходного патрубков 2 с разъемными соединениями 3. В корпусе 1 закреплены первая 4 и вторая 5 горизонтально расположенные перегородки с отверстиями 6 по центру и седлами 7 тарели 8, расположенными с внутренних сторон отверстий перегородок. Между перегородками 4 и 5 по центру корпуса расположена цилиндрическая направляющая втулка 9. Тарель 8 свободно перемещается внутри направляющей втулки 9, вдоль ее оси. В корпусе 1 клапана (в его нижней и верхних частях - над первой 4 и под второй 5 перегородками) имеются отверстия 10 для пропуска жидкости в прямом и обратном направлениях. На внешних сторонах корпуса клапана крепятся скобы 11 для удобства проворачивания клапана относительно его горизонтальной оси при смене направления перекачки. В направляющей втулке выполнены окна 12 для пропуска жидкости и крепления ограничителей 13 (в конструкции клапана 4 штуки) движения тарели 8, представляющие собой многозвенный механизм, состоящий из фиксаторов 14, рычагов 15 (ведомое звено), грузов 16 (ведущее звено). Фиксаторы 14 ограничителя движения тарели (фиг. 4) устанавливаются на одной оси с рычагами 15 и вращаются вокруг этой оси. Вращение фиксаторов 14 относительно рычагов 15 ограничивается выступами 17 фиксаторов 14 (положение, при котором выступы 17 фиксаторов 14 упираются в упоры 18 рычагов 15, здесь и далее по тексту будем считать крайним положением фиксаторов 14). Если на фиксаторы не воздействует какая-либо сила, то они удерживаются в крайнем положении с помощью пружин 19. The non-return valve consists of a cylindrical body 1, inlet and outlet pipes 2 with detachable connections 3. In the body 1, the first 4 and second 5 horizontally located partitions are fixed with holes 6 in the center and seats 7 of the plate 8 located on the inner sides of the holes of the partitions. Between the partitions 4 and 5, a cylindrical guide sleeve 9 is located in the center of the housing. The plate 8 moves freely inside the guide sleeve 9 along its axis. In the valve body 1 (in its lower and upper parts - above the first 4 and under the second 5 partitions) there are openings 10 for the passage of fluid in the forward and reverse directions. On the outer sides of the valve body brackets 11 are mounted for the convenience of turning the valve relative to its horizontal axis when changing the pumping direction. Windows 12 are provided in the guide sleeve for passing fluid and attaching limiters 13 (4 pieces in the valve structure) to the movement of the plate 8, which is a multi-link mechanism consisting of latches 14, levers 15 (driven link), weights 16 (leading link). The latches 14 limiter movement of the plate (Fig. 4) are installed on the same axis with levers 15 and rotate around this axis. The rotation of the latches 14 relative to the levers 15 is limited by the protrusions 17 of the latches 14 (the position at which the protrusions 17 of the latches 14 abut against the stops 18 of the levers 15, hereinafter we will consider the extreme position of the latches 14). If the clamps are not affected by any force, then they are held in extreme position by means of springs 19.

В исходном состоянии детали клапана находятся в следующем положении (фиг. 2). Тарель 8 находится в нижнем положении и за счет собственного веса прижимается к седлу 7 тарели 8. Грузы 16 под воздействием собственного веса и соединенные с ними концы рычагов 15 также находятся в нижнем положении. Нижний и верхний фиксаторы 14 под воздействием пружин занимают крайние положения. При этом нижний фиксатор 14 занимает положение, близкое к вертикальному, и не выступает за внутреннюю поверхность направляющей втулки 9, не препятствуя перемещению тарели 8 в вертикальном направлении. Верхние фиксаторы 14 при этом занимают положение, близкое к горизонтальному, и ограничивают высоту подъема тарели 8 в вертикальном направлении. In the initial state, the valve parts are in the following position (Fig. 2). The plate 8 is in the lower position and due to its own weight is pressed against the seat 7 of the plate 8. The weights 16 under the influence of their own weight and the ends of the levers 15 connected to them are also in the lower position. The lower and upper latches 14 under the influence of springs occupy extreme positions. In this case, the lower latch 14 occupies a position close to vertical, and does not protrude beyond the inner surface of the guide sleeve 9, without interfering with the movement of the plate 8 in the vertical direction. The upper latches 14 while occupying a position close to horizontal, and limit the height of the plate 8 in the vertical direction.

Работа обратного клапана при перекачке жидкости в прямом направлении (условно - слева направо) осуществляется следующим образом (фиг. 5). Направление движения жидкости показано стрелками. The operation of the check valve when pumping liquid in the forward direction (conditionally, from left to right) is as follows (Fig. 5). The direction of fluid flow is indicated by arrows.

Давление жидкости в впускной полости (в рассматриваемом случае левый патрубок 2) выше давления жидкости в выпускной полости (в рассматриваемом случае правый патрубок 2). Жидкость поступает из впускного патрубка 2 через отверстия 10 в нижней части корпуса 1 обратного клапана, через отверстие 6 в нижней перегородке 5, приподнимая тарель 8 за счет разности давлений, в полость направляющей втулки под тарелью и через окна 12 под тарелью в направляющей втулке в полость между направляющей втулкой 9 и корпусом 1 клапана. Далее жидкость через окна 12 направляющей втулки 9 выше тарели поступает в полость направляющей втулки над тарелью, через отверстие 6 в первой перегородке 4 в верхнюю полость обратного клапана и через отверстия 10 в верхней части корпуса клапана в выпускной патрубок 2. The fluid pressure in the inlet cavity (in this case, the left pipe 2) is higher than the fluid pressure in the exhaust cavity (in the case under consideration the right pipe 2). The fluid enters from the inlet pipe 2 through the holes 10 in the lower part of the check valve body 1, through the hole 6 in the lower partition 5, raising the plate 8 due to the pressure difference, into the cavity of the guide sleeve under the plate and through the windows 12 under the plate in the guide sleeve into the cavity between the guide sleeve 9 and the valve body 1. Further, the liquid through the windows 12 of the guide sleeve 9 above the plate enters the cavity of the guide sleeve above the plate, through the hole 6 in the first partition 4 into the upper cavity of the check valve and through the holes 10 in the upper part of the valve body to the exhaust pipe 2.

В случае значительного возрастания скорости потока тарель 8 перемещается вверх по направляющей втулке 9 до тех пор, пока не упрется в выступающие верхние фиксаторы 14. В этом случае проходное сечение клапана не будет перекрыто, движение жидкости не прекратится, т.е. клапан сохраняет работоспособность. In the case of a significant increase in the flow velocity, the plate 8 moves upward along the guide sleeve 9 until it abuts against the protruding upper latches 14. In this case, the passage section of the valve will not be blocked, the movement of the liquid will not stop, i.e. the valve remains operational.

В случае, если давление жидкости в выпускной полости (в рассматриваемом случае правый патрубок 10) будет больше, чем в впускном патрубке (в рассматриваемом случае левый патрубок), тарель 8 займет нижнее положение и за счет собственного веса и разности давления жидкости прижмется к седлу 7, обеспечивая герметичное перекрытие отверстия 8 в нижней перегородке 5, что предотвращает движение жидкости через клапан в обратном направлении. If the fluid pressure in the outlet cavity (in the case under consideration, the right pipe 10) is greater than in the inlet pipe (in the case under consideration the left pipe), the plate 8 will occupy the lower position and will be pressed against the seat 7 due to its own weight and the pressure difference of the liquid , providing a tight overlap of the hole 8 in the lower partition 5, which prevents the movement of fluid through the valve in the opposite direction.

Если требуется изменить направление перекачки жидкости на противоположное (справа налево), необходимо, используя скобы 11, провернуть клапан вокруг его продольной оси на 180^o (фиг. 6). Тогда грузы 16 и тарель 8 займут нижнее положение. Подвижные элементы клапана займут положение согласно (фиг. 2). Отверстия 10 в корпусе клапана с правой стороны будет входным, а с левой - выходным отверстием. Работа обратного клапана осуществляется так же, как описано выше, за исключением: движение жидкости будет происходить справа налево.If you want to change the direction of pumping fluid to the opposite (from right to left), it is necessary, using staples 11, to rotate the valve around its longitudinal axis by 180 ^o (Fig. 6). Then the goods 16 and plate 8 will take a lower position. The movable elements of the valve will occupy a position according to (Fig. 2). Holes 10 in the valve body will be inlet on the right side and the outlet on the left. The operation of the non-return valve is carried out in the same way as described above, except: the movement of the liquid will occur from right to left.

Если в процессе проворачивания клапана вокруг продольной оси на 180^o детали ограничителя 13 движения тарели займут нижнее положение и верхние фиксаторы 14 примут горизонтальное положение до того, как переместится сама тарель 8, она, опускаясь в нижнее положение под воздействием собственного веса, воздействует на фиксаторы 14, деформирует пружины 19 фиксаторов 14, выведет фиксаторы 14 из крайнего положения и позволит переместиться тарели 8 в нижнее положение на седло 7. Фиксаторы 14 (верхние) под воздействием пружин 19 фиксаторов возвращаются в исходное (крайнее) положение, т.е. подвижные детали обратного клапана займут положение для пропуска жидкости в обратном направлении (справа налево). Вес тарели 8 и жесткость пружин 19 выбираются с таким расчетом, чтобы тарель 8, опускаясь в нижнее положение под воздействием собственного веса, легко деформировала пружины 19 и выводила фиксаторы 14 из крайнего положения.If in the process of turning the valve around the longitudinal axis through 180 ^{o the} details of the plate limiter 13 move to the lower position and the upper latches 14 take a horizontal position before the plate 8 moves, it falls to the lower position under the influence of its own weight and acts on the latches 14 deforms the springs 19 of the latches 14, removes the latches 14 from the extreme position and allows the plates 8 to move to the lower position on the seat 7. The latches 14 (upper) under the influence of the springs 19 of the latches return bottom (extreme) position, i.e. the moving parts of the non-return valve will be in a position to allow fluid to flow in the opposite direction (from right to left). The weight of the plate 8 and the stiffness of the springs 19 are selected so that the plate 8, falling to its lower position under the influence of its own weight, easily deforms the springs 19 and removes the latches 14 from the extreme position.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, выявленной при поиске по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения. The applicant’s analysis of the state of the art revealed by searching through patent and scientific and technical sources of information made it possible to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features that are identical to all the essential features of the claimed invention. The definition of the prototype, as the closest in the set of essential features of the analogue, allowed us to identify the set of essential in relation to perceived by the applicant the technical result of the distinguishing features in the claimed device set forth in the claims.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна". Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск технических решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показатели, что заявленное изобретение не вытекает явным образом из известного уровня техники. To verify the compliance of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for technical solutions in order to identify signs that match the distinctive features of the claimed device from the prototype. The search results show that the claimed invention does not follow explicitly from the prior art.

Описываемое изобретение не основано на изменениях количественного признака (признаков), представлении таких признаков во взаимосвязи либо изменении ее вида. Имеется в виду случай, когда известен факт влияния каждого из указанных признаков на технический результат, и новые значения этих признаков или их взаимосвязь могли быть получены исходя из известных зависимостей, закономерностей. The described invention is not based on changes in the quantitative characteristic (s), the presentation of such signs in relationship or a change in its form. This refers to the case when the fact of the influence of each of these characteristics on the technical result is known, and new values of these signs or their relationship could be obtained on the basis of known dependencies and patterns.

Испытания макетного образца обратного клапана показали его работоспособность. Все детали обратного клапана просты в изготовлении, могут быть выполнены из серийно выпускаемых блоков. В 1997 году планируется разработка рабоче-конструкторской документации для изготовления обратного клапана. Tests of the prototype non-return valve showed its performance. All parts of the check valve are easy to manufacture, can be made from commercially available blocks. In 1997, it is planned to develop design documentation for the production of a check valve.

Следовательно, заявленное изобретение промышленно применимо. Therefore, the claimed invention is industrially applicable.

Источники информации
1. Обратный клапан (Коваленко В.Г., Бойко В.В., Курятов Б.В. "Сборно-разборные трубопроводы". - М.: Недра, 1972 г. 200 с.).Sources of information
1. Check valve (Kovalenko VG, Boyko VV, Kuryatov BV "Collapsible pipelines." - M .: Nedra, 1972, 200 p.).

2. Авторское свидетельство N 10735211 F 16 K 15/03, 1982 (прототип). 2. Copyright certificate N 10735211 F 16 K 15/03, 1982 (prototype).

Claims

The non-return valve, comprising a rotary housing with inlet and outlet nozzles and with a rigidly fixed partition separating the housing into the inlet and outlet cavities and made with a central opening, a shut-off member in the form of a plate, the seat of which is located around the central opening of the partition, characterized in that the valve is provided a second, identical to the first, partition, each of which is installed in a horizontal plane symmetrically to the longitudinal axis of the housing, a guide sleeve made with windows in the generatrix and rigidly fixed by the ends along the perimeter of the saddle of the plate on the partitions, limiters of the course of the plate, which is freely placed inside the guide sleeve, while the limiters of the course of the plate are made in the form of a multi-link mechanism, the fixed link of which are horizontally located axes fixed in the windows of the sleeve, on which one can be rotated the ends of the driven links and spring-loaded clamps at a given angle to the longitudinal axis of the driven links, and the driving link is made in the form of a load and is fixed movably I am waiting for the other ends of the driven links on common axes.