RU2770335C1

RU2770335C1 - Disc shutter

Info

Publication number: RU2770335C1
Application number: RU2021110207A
Authority: RU
Inventors: Антон Евгеньевич Лебедев; Анна Борисовна Капранова; Илья Сергеевич Гуданов; Дмитрий Олегович Федоров; Владислав Александрович Рябцев; Иван Павлович Королев; Кирилл Сергеевич Шлыков; Елизавета Викторовна Овеченкова; Дмитрий Алексеевич Крутилов; Сергей Александрович Зайцев; Арсений Сергеевич Качалов
Priority date: 2021-04-12
Filing date: 2021-04-12
Publication date: 2022-04-15

Abstract

FIELD: valve engineering.SUBSTANCE: invention relates to valve engineering, in particular to disc shutters used in industrial pipe fittings, and is intended for regulating and shutting off working media of liquids and gases. The disc shutter contains inlet and outlet flanges, a housing having a seat with a sealing surface, a shaft mounted in the housing by means of bearing bushings perpendicular to the axis of symmetry of its through hole with an offset relative to the specified axis. A disc is mounted on the shaft, which is fixed on the shaft from turning with dowels, a lamella is placed on the disc, the outer face of which has a conical surface, a seal, a seal cover, and a drive. The design features of the proposed disc shutter come to the fact that on the larger side surface of the disc, cut off by the shaft axis, on the side of the input flange, curved rods bent towards the input flange are placed along part of the circular arc bounded by the shaft axis, and on the smaller side surface of the disc, cut off by the shaft axis, on the side of the output flange, curved rods bent towards the output flange are installed along part of the circular arc bounded by the shaft axis.EFFECT: preventing the occurrence of cavitation effects in the process of regulating the flow of liquid media.1 cl, 4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к арматуростроению, в частности к дисковым затворам, применяемым в промышленной трубопроводной арматуре, и предназначено для регулирования и перекрытия рабочих сред жидкостей и газов.The present invention relates to valve building, in particular to butterfly valves used in industrial pipeline fittings, and is intended for regulating and shutting off working fluids of liquids and gases.

Известен поворотный дисковый затвор с тройным эксцентриситетом, содержащий корпус, в котором размещено седло с уплотнительной поверхностью, приводного вала установленного в корпусе перпендикулярно оси симметрии его проходного отверстия со смещением относительно указанной оси и поворотный затвор, консольно закрепленный на приводном валу и зафиксированный от проворота шпонками [АС СССР №143023, МПК F16K 1/22, опубл. 1961].A butterfly valve with triple eccentricity is known, containing a housing in which a seat with a sealing surface is placed, a drive shaft installed in the housing perpendicular to the axis of symmetry of its bore with an offset relative to the specified axis and a rotary valve cantilevered on the drive shaft and fixed from rotation with keys [ AS USSR No. 143023, IPC F16K 1/22, publ. 1961].

Недостатком данного затвора является возникновение кавитации в процессе регулирования расхода жидких сред.The disadvantage of this valve is the occurrence of cavitation in the process of regulating the flow of liquid media.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является затвор дисковый с тройным эксцентриситетом. Затвор состоит из корпуса с входным и выходным фланцами, размещенного внутри корпуса седла с уплотнительной поверхностью, вала, установленного посредством подшипниковых втулок в вышеуказанный корпус, перпендикулярно оси симметрии его проходного отверстия со смещением относительно указанной оси, установленного на вал диска, который зафиксирован на валу от проворота шпонками, установленной на диск ламели, внешняя грань которой имеет конусную поверхность, ось которой наклонена относительно оси симметрии проходного отверстия корпуса, прижимного кольца, прижимающего ламель к диску при помощи винтов, сальника, крышки сальника, нижней крышки, скобы, установленной на присоединительную площадку корпуса, привода, закрепленного на скобе, величина выступа шпонок из шпоночного паза вала, измеряемая от оси вала до самой удаленной грани шпонки, меньше половины минимального диаметра расточки корпуса под установку подшипниковых втулок [АС СССР №194385, МПК G01L 25/00, G01B 5/30, опубл. 1967].Closest to the proposed invention is a valve disk with a triple eccentricity. The valve consists of a body with inlet and outlet flanges, placed inside the seat body with a sealing surface, a shaft mounted by means of bearing bushings in the above body, perpendicular to the symmetry axis of its through hole with an offset relative to the specified axis, mounted on the disk shaft, which is fixed on the shaft from turning with keys, a lamella installed on the disk, the outer edge of which has a conical surface, the axis of which is inclined relative to the axis of symmetry of the body bore, a clamping ring that presses the lamella to the disk with screws, stuffing box, stuffing box cover, bottom cover, bracket installed on the connecting platform housing, drive mounted on the bracket, the value of the protrusion of the keys from the keyway of the shaft, measured from the axis of the shaft to the outermost edge of the key, is less than half the minimum diameter of the bore of the housing for the installation of bearing bushings [AC USSR No. 194385, IPC G01L 25/00, G01B 5 /30, publ. 1967].

Недостатком данного клапана является возникновение кавитации в процессе регулирования расхода жидких сред.The disadvantage of this valve is the occurrence of cavitation in the process of regulating the flow of liquid media.

Задачей данного изобретения является создание дискового затвора, предотвращающего возникновение кавитации в процессе регулирования расхода жидких сред.The objective of this invention is to create a butterfly valve that prevents the occurrence of cavitation in the process of regulating the flow of liquid media.

Поставленная задача достигается тем, что в дисковом затворе содержащем входной и выходной фланцы, корпус, имеющий седло с уплотнительной поверхностью, вал, установленный в корпусе посредством подшипниковых втулок, перпендикулярно оси симметрии его проходного отверстия со смещением относительно указанной оси, установленный на вал диск, который зафиксирован на валу от проворота шпонками, на диске размещена ламель, внешняя грань которой имеет конусную поверхность, сальник, крышку сальника, привод,The task is achieved by the fact that in the butterfly valve containing the inlet and outlet flanges, the body having a seat with a sealing surface, a shaft mounted in the body by means of bearing bushings, perpendicular to the symmetry axis of its through hole with an offset relative to the specified axis, a disk mounted on the shaft, which fixed on the shaft from rotation by keys, a lamella is placed on the disk, the outer edge of which has a conical surface, an oil seal, an oil seal cover, a drive,

Отличительными признаками предлагаемого дискового затвора является то, что на большей боковой поверхности диска, отсекаемой осью вала, со стороны входного фланца, размещены по части дуги окружности, ограниченной осью вала, криволинейные стержни, загнутые в сторону входного фланца, а на меньшей боковой поверхности диска, отсекаемой осью вала, со стороны выходного фланца, установлены по части дуги окружности, ограниченной осью вала, криволинейные стержни, загнутые в сторону выходного фланца.Distinctive features of the proposed butterfly valve is that on the larger side surface of the disk, cut off by the shaft axis, from the side of the input flange, curved rods are placed along the part of the arc of a circle bounded by the shaft axis, bent towards the input flange, and on the smaller side surface of the disk, cut-off axis of the shaft, from the side of the output flange, curvilinear rods bent towards the output flange are installed along the part of the arc of a circle limited by the axis of the shaft.

На фиг.1 изображена схема дискового затвора.Figure 1 shows a diagram of a butterfly valve.

На фиг.2 показан вид слева.Figure 2 shows a left side view.

На фиг.3 представлен диск с криволинейными стержнями (вид сверху).Figure 3 shows a disk with curved rods (top view).

На фиг.4 изображен диск со стороны входного фланца (вид А).Figure 4 shows the disk from the input flange (view A).

Дисковый затвор содержит входной 1 и выходной 2 фланцы, корпус 3, имеющий седло 4 с уплотнительной поверхностью 5, вал 6, установленный в корпусе 1 посредством подшипниковых втулок 7, перпендикулярно оси симметрии его проходного отверстия со смещением относительно указанной оси.The butterfly valve comprises inlet 1 and outlet 2 flanges, body 3 having seat 4 with sealing surface 5, shaft 6 mounted in body 1 by means of bearing bushings 7, perpendicular to the axis of symmetry of its through hole with an offset relative to the specified axis.

На вал 6 установлен диск 8, который зафиксирован на валу 6 от проворота шпонками. На диске 8 размещена ламель 9, внешняя грань которой имеет конусную поверхность. Для уплотнения вала 6 в корпусе 3 установлен сальник 10, снабженный крышкой сальника 11. Поворот вала 6 с диском 8 осуществляется от привода 12.A disk 8 is installed on the shaft 6, which is fixed on the shaft 6 from rotation with keys. On disk 8 there is a lamella 9, the outer edge of which has a conical surface. To seal the shaft 6 in the housing 3, an oil seal 10 is installed, equipped with a stuffing box cover 11. The rotation of the shaft 6 with the disk 8 is carried out from the drive 12.

Для предотвращения возникновения кавитации на большей боковой поверхности диска 8, отсекаемой осью вала 6, со стороны входного фланца 1, размещены по части дуги окружности, ограниченной осью вала 6, криволинейные стержни 13, загнутые в сторону входного фланца 1. На меньшей боковой поверхности диска 8, отсекаемой осью вала 6, со стороны выходного фланца 2, установлены по части дуги окружности, ограниченной осью вала 6, криволинейные стержни 14, загнутые в сторону выходного фланца 2.To prevent the occurrence of cavitation on the larger side surface of the disk 8, cut off by the axis of the shaft 6, from the side of the input flange 1, curved rods 13 are placed along the part of the arc of a circle bounded by the axis of the shaft 6, bent towards the input flange 1. On the smaller side surface of the disk 8 , cut off by the axis of the shaft 6, from the side of the output flange 2, curvilinear rods 14 are installed along the part of the arc of a circle bounded by the axis of the shaft 6, bent towards the output flange 2.

Дисковый затвор работает следующим образом.The disk shutter works as follows.

В полностью отрытом положении плоскость диска 8 параллельна продольному сечению трубопровода. Жидкость протекает через дисковый затвор, обтекая диск 8 с обеих сторон.In the fully open position, the plane of the disc 8 is parallel to the longitudinal section of the pipeline. The fluid flows through the butterfly valve, flowing around the disc 8 on both sides.

Закрытие дискового затвора осуществляется при помощи привода 12, вращение с которого передается на вал 6 с диском 8. В полностью закрытом положении плоскость диска 8 перпендикулярна потоку. Боковая поверхность диска 8 касается поверхности седла 4. Наличие ламели 9 с конусной поверхностью на внешней грани позволяет обеспечить герметичность дискового затвора в закрытом положении.Closing of the butterfly valve is carried out using the drive 12, the rotation of which is transmitted to the shaft 6 with the disc 8. In the fully closed position, the plane of the disc 8 is perpendicular to the flow. The lateral surface of the disk 8 touches the surface of the seat 4. The presence of a lamella 9 with a conical surface on the outer edge makes it possible to ensure the tightness of the disk valve in the closed position.

В процессе открытия дискового затвора (при повороте диска 8) происходит угловой поворот вала 6 с диском 8, при котором поток проходит через образованные отверстия между диском 8 и седлом 4.In the process of opening the butterfly valve (when the disc 8 is rotated), the shaft 6 rotates with the disc 8, in which the flow passes through the holes formed between the disc 8 and the seat 4.

С целью предотвращения кавитации при открытии дискового затвора (когда скорости течения жидкости максимальны, а давление в жидкости может опуститься до давления насыщенного пара, что способствует возникновению кавитации) на большей боковой поверхности диска 8, отсекаемой осью вала 6, со стороны входного фланца 1, размещены по части дуги окружности, ограниченной осью вала, криволинейные стержни 13, загнутые в сторону входного фланца 1. Взаимодействуя со стержнями 13 поток разделяется на струи, при этом происходит диссипация энергии потока и снижение градиента давлений, что способствует предотвращению кавитации. Загиб криволинейных стержней 13 в сторону входного фланца 1 позволяет диску 8 поворачиваться между закрытым и открытым положениями дискового затвора, не задевая за седло 4 и другие внутренние элементы дискового затвора. Кроме того, криволинейная форма стержней 13 и 14 позволяет наиболее эффективно разделять поток на отдельные струи на всем протяжении процесса поворота диска 8 при не значительном повышении гидравлического сопротивления в открытом положении.In order to prevent cavitation when the butterfly valve is opened (when the liquid flow rates are maximum, and the pressure in the liquid can drop to saturated vapor pressure, which contributes to cavitation), on the larger side surface of the disk 8, cut off by the axis of the shaft 6, from the inlet flange 1, placed along the part of the arc of a circle bounded by the axis of the shaft, curvilinear rods 13 bent towards the inlet flange 1. Interacting with the rods 13, the flow is divided into jets, while dissipating the energy of the flow and reducing the pressure gradient, which helps prevent cavitation. The bending of the curved rods 13 towards the inlet flange 1 allows the disk 8 to rotate between the closed and open positions of the butterfly valve without touching the seat 4 and other internal elements of the butterfly valve. In addition, the curvilinear shape of the rods 13 and 14 allows the most efficient separation of the flow into separate jets throughout the process of turning the disk 8 with a slight increase in hydraulic resistance in the open position.

Для этих же целей на меньшей боковой поверхности диска 8, отсекаемой осью вала 6, со стороны выходного фланца 2, установлены по части дуги окружности, ограниченной осью вала, криволинейные стержни 14, загнутые в сторону выходного фланца 2 в сторону, противоположную криволинейным стержням 13).For the same purposes, on the smaller side surface of the disk 8, cut off by the axis of the shaft 6, from the side of the output flange 2, curvilinear rods 14 are installed along the part of the arc of a circle bounded by the axis of the shaft, bent towards the output flange 2 in the direction opposite to the curvilinear rods 13) .

Расположение криволинейных стержней 13 и 14 на обеих сторонах диска 8 по частям дуг окружностей, получаемых разделением его поверхности валом 6, способствует их равномерному распределению по образованному проходному сечению при открытых положениях дискового затвора, что эффективно предотвращает возникновение кавитации во всем диапазоне углов поворота диска 8.The location of the curved rods 13 and 14 on both sides of the disk 8 in parts of the arcs of circles obtained by dividing its surface by the shaft 6 contributes to their uniform distribution over the formed passage section with the open positions of the disk valve, which effectively prevents the occurrence of cavitation in the entire range of rotation angles of the disk 8.

Предлагаемая конструкция дискового затвора предотвращает возникновение кавитационных эффектов в процессе регулирования расхода жидких сред.The proposed design of the butterfly valve prevents the occurrence of cavitation effects in the process of regulating the flow of liquid media.

Claims

Butterfly valve containing inlet and outlet flanges, a body having a seat with a sealing surface, a shaft mounted in the body by means of bearing bushings perpendicular to the axis of symmetry of its through hole with an offset relative to the specified axis, a disk mounted on the shaft, which is fixed on the shaft from rotation with keys , a lamella is placed on the disk, the outer edge of which has a conical surface, an oil seal, a stuffing box cover, a drive, characterized in that on the larger side surface of the disk, cut off by the shaft axis, from the side of the input flange, are placed along the part of the arc of a circle bounded by the shaft axis, curvilinear rods bent towards the input flange, and on the smaller side surface of the disk, cut off by the shaft axis, from the side of the output flange, curvilinear rods are installed along the part of the arc of a circle bounded by the shaft axis, curved rods bent towards the output flange.