RU2232330C2 - Safety cut-off valve and cutting-off assembly of valve - Google Patents
Safety cut-off valve and cutting-off assembly of valve Download PDFInfo
- Publication number
- RU2232330C2 RU2232330C2 RU2002118510/06A RU2002118510A RU2232330C2 RU 2232330 C2 RU2232330 C2 RU 2232330C2 RU 2002118510/06 A RU2002118510/06 A RU 2002118510/06A RU 2002118510 A RU2002118510 A RU 2002118510A RU 2232330 C2 RU2232330 C2 RU 2232330C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ring
- housing
- seat
- valve
- rotary shaft
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lift Valve (AREA)
Abstract
Description
Изобретения относятся к машиностроению, в частности к арматуростроению, и могут использоваться во всех отраслях промышленности, где требуется экстренное перекрытие трубопровода за короткое время.The invention relates to mechanical engineering, in particular to valve manufacturing, and can be used in all industries where emergency closure of the pipeline in a short time is required.
Известны устройства для перекрытия трубопроводов с использованием дисковых клапанных затворов.Known devices for shutting off pipelines using butterfly valves.
Из описания к авторскому свидетельству СССР №1813957, МПК 5 F 16 K 31/122, публ. 1993 г., известен поворотный затвор, содержащий корпус, запорный орган, выполненный в виде диска, герметизированный в закрытом положении эластичной манжетой и закрепленный на поворотном валу. Внутренняя полость манжеты каналом сообщена с полостью гидроусилителя, подвижной элемент которого связан с приводом. Привод выполнен в виде полого вала с криволинейными пазами, взаимодействующими пальцами силового элемента. При повороте запорного элемента в закрытое положение пальцы силового элемента перемещаются по пазам и при закрытии запорного органа воздействуют на подвижной элемент гидроусилителя, эластичная манжета заполняется жидкостью, происходит ее деформация и запорный орган герметизируется по всему периметру. Недостаток описанного поворотного затвора - сравнительно низкое быстродействие, что не позволяет его использовать в аварийных ситуациях.From the description of the author's certificate of the USSR No. 1813957, IPC 5 F 16
В патенте Российской Федерации №2066011, МПК 6 F 16 K 17/40, публ. 1996 г., описан быстродействующий затвор, предназначенный для аварийного перекрытия трубопровода за короткий промежуток времени. Этот затвор содержит охватывающий трубопровод кожух, взрывное отрезное устройство и поворотную дисковую заслонку. На заслонке со стороны, обращенной к седлу, выполнена выемка с диаметром не менее наружного диаметра трубопровода и глубиной не менее расстояния между отрезным устройством и торцевой поверхностью седла. Недостаток такого затвора - невозможность повторного использования.In the patent of the Russian Federation No. 2066011, IPC 6 F 16 K 17/40, publ. 1996, a quick shutter is described, designed for emergency shutdown of the pipeline in a short period of time. This shutter comprises a casing covering the pipe, an explosive cutting device and a rotary disk flap. On the flap from the side facing the seat, a recess is made with a diameter of at least the outer diameter of the pipeline and a depth of at least the distance between the cutting device and the end surface of the saddle. The disadvantage of this shutter is the inability to reuse.
Тот же недостаток имеет и быстродействующий затвор, защищенный патентом Российской Федерации №2023925, МПК 5 F 16 K 13/02, публ. 1994 г., который содержит трубопровод с седлом, установленный в кожухе, поворотную заслонку, снабженную приводом и закрепленную на трубопроводе. На наружной поверхности трубопровода в зоне седла установлен заряд взрывчатого вещества с системой инициирования. Торцевая поверхность седла выполнена наклонной относительно плоскости, перпендикулярной оси трубопровода. Угол наклона выбирается из математического выражения. Время срабатывания такого затвора находится в пределах 1 с, что вполне приемлемо для аварийного перекрытия трубопровода, однако невозможность восстановления ограничивает его использование.The quick shutter, protected by the patent of the Russian Federation No. 2023925, IPC 5 F 16
Известен обратный поворотный затвор, содержащий корпус с седлом, взаимодействующий с седлом со стороны входа диск и шток, размещенный в направляющей, закрепленной в корпусе (см. патент Российской Федерации №2020350, МПК 5 F 16 K 15/03, публ. 1994 г.). Диск соединен со штоком с помощью шарнира и нагружен пружиной в сторону седла, на диске установлен зубчатый сектор, соосный с шарниром, а на направляющей установлена ответная зубчатому сектору зубчатая рейка. При подаче среды в прямом направлении диск вместе со штоком перемещается поступательно, сжимая пружину в направляющей. После того, как диск переместится на расстояние, при котором седло не препятствует его повороту, зубчатый сектор вступает в зацепление с зубчатой рейкой, и дальнейшее перемещение штока будет сопровождаться поворотом диска. В таком клапане исключается возможность заклинивания диска между осью вращения и седлом при закрытии затвора. Поскольку при закрытии диск последовательно совершает два вида движения - вначале поворот, а затем поступательное движение, время срабатывания затвора сравнительно велико.Known reverse butterfly valve containing a housing with a saddle, interacting with the saddle on the input side of the disk and rod, placed in a guide fixed in the housing (see patent of the Russian Federation No. 2020350, IPC 5 F 16
По-другому решена задача предотвращения заклинивания диска в обратном клапане, защищенном патентом Российской Федерации №2020349, МПК 5 F 16 K 15/03, публ. 1994 г. В этом клапане запорный диск установлен в корпусе с возможностью свободного перекатывания вдоль оси клапана. Центр тяжести запорного диска смещен относительно оси его симметрии. На внутренней поверхности корпуса закреплена цевочная рейка, запорный диск жестко связан с кронштейном, выполненным в виде зубчатого сектора, взаимодействующего с цевочной рейкой с возможностью перекатывания вдоль оси корпуса. Такой клапан отличается простотой конструкции, низким гидравлическим сопротивлением. Недостаток - сравнительно низкое быстродействие и слабое усилие прижатия запорного диска к седлу.In a different way, the problem of preventing jamming of the disk in the check valve, protected by the patent of the Russian Federation No. 2020349, IPC 5 F 16
Известен дисковый затвор, используемый в качестве запорного устройства в технологических трубопроводах (см. патент Российской Федерации №2030668, МПК 6 F 16 K 1/226, публ. 1995 г.). Этот дисковый затвор содержит корпус с размещенным в нем эластичным вкладышем, приводной вал с поворотным диском и фиксирующим рычагом и зажимной элемент, охватывающий эластичный вкладыш и выполненный в виде двух спиральных пружин, один конец каждой пружины зафиксирован в корпусе, а другой соединен с фиксирующим рычагом. В закрытом положении с помощью фиксирующего рычага стягиваются пружины и зажимают диск в эластичном вкладыше, обеспечивая герметизацию затвора. Недостаток этого затвора - сравнительно низкое быстродействие вследствие того, что закрытие затвора осуществляется в два этапа.Known disk valve used as a locking device in process pipelines (see patent of the Russian Federation No. 2030668, IPC 6 F 16 K 1/226, publ. 1995). This disk shutter comprises a housing with an elastic liner housed in it, a drive shaft with a rotary disk and a locking lever, and a clamping element covering the elastic liner and made in the form of two coil springs, one end of each spring is fixed in the housing and the other is connected to the locking lever. In the closed position, the springs are pulled together with the locking lever and clamp the disk in an elastic insert, providing a shutter seal. The disadvantage of this shutter is the relatively low speed due to the fact that the shutter is closed in two stages.
Из описания к патенту Российской Федерации №2031292, МПК 6 F 16 K 1/16, публ. 1995 г., известен прерыватель потока жидкости, содержащий разъемный корпус с входным и выходным отверстиями и расположенный в корпусе на приводном поворотном валу запорный элемент, в котором выполнено проходное отверстие. На приводном поворотном валу свободно установлен дополнительный запорный элемент с возможностью перекрытия проходного отверстия запорного элемента под действием давления потока жидкости. Такая конструкция прерывателя потока жидкости, который, в сущности, является предохранительно-запорным клапаном, обеспечивает снижение гидравлического удара при экстренном перекрытии потока жидкости. Недостаток - сравнительно невысокое быстродействие, конструктивная сложность и ограниченные возможности при использовании в газовой промышленности.From the description of the patent of the Russian Federation No. 2031292, IPC 6 F 16 K 1/16, publ. 1995, there is known a fluid flow interrupter comprising a split housing with inlet and outlet openings and a locking element located in the housing on a drive rotary shaft, in which a passage hole is formed. An additional locking element is freely mounted on the rotary drive shaft with the possibility of blocking the passage opening of the locking element under the action of the fluid flow pressure. This design of a fluid flow interrupter, which is essentially a safety shut-off valve, reduces water hammer during an emergency shut-off of the fluid flow. The disadvantage is the relatively low speed, structural complexity and limited capabilities when used in the gas industry.
Наиболее близким по решаемой задаче к заявляемому предохранительно-запорному клапану и по большинству совпадающих признаков является заслонка, известная из описания к авторскому свидетельству СССР №1798573, МПК 5 F 16 K 1/22, публ. 1993 г., которая по технической сущности является предохранительно-запорным клапаном, используемым в газовой промышленности. Это устройство содержит корпус в виде отрезка трубы с внутренним диаметром, равным внутреннему диаметру трубопровода, седло, запираемое дисковым запорным элементом и разделяющее корпус на входной и выходной каналы, причем дисковый запорный элемент запирает седло со стороны входного канала. Дисковый запорный элемент кинематически связан с поворотным валом, шарнирно соединенным с механизмом поворота. Оси вращения дискового запорного элемента и поворотного вала расположены перпендикулярно к оси седла. Дисковый запорный элемент снабжен дополнительным механизмом его возвратно-поступательного движения по оси седла. Вал дополнительного механизма установлен коаксиально поворотному валу, а кинематическая связь дискового запорного элемента с поворотным валом выполнена в виде шарнирно соединенного с дисковым запорным элементом подвижного штока с пазом и пальца, эксцентрично расположенного на поворотном валу. Особенностью такого предохранительно-запорного клапана является то, что дисковый запорный элемент не скользит относительно седла, а отрывается от него, вследствие чего уплотняемые поверхности меньше изнашиваются.The closest in solving the problem to the claimed safety shut-off valve and for most matching signs is the damper, known from the description to the USSR author's certificate No. 1798573, IPC 5 F 16 K 1/22, publ. 1993, which in technical essence is a safety shut-off valve used in the gas industry. This device comprises a housing in the form of a pipe segment with an inner diameter equal to the internal diameter of the pipeline, a saddle locked by a disk locking element and dividing the housing into the input and output channels, the disk locking element locking the saddle from the input channel side. The disk locking element is kinematically connected with a rotary shaft pivotally connected to the rotation mechanism. The axis of rotation of the disk locking element and the rotary shaft are perpendicular to the axis of the saddle. The disk locking element is equipped with an additional mechanism for its reciprocating movement along the axis of the saddle. The additional mechanism shaft is installed coaxially with the rotary shaft, and the kinematic connection of the disk locking element with the rotary shaft is made in the form of a movable rod pivotally connected to the disk locking element with a groove and a finger eccentrically located on the rotary shaft. A feature of such a safety shut-off valve is that the disk shut-off element does not slip relative to the seat, but is torn away from it, as a result of which the sealed surfaces wear out less.
Общими признаками заявляемого предохранительно-запорного клапана и устройства, принятого в качестве прототипа, являются:Common signs of the inventive safety shutoff valve and device adopted as a prototype are:
- корпус в виде трубы с внутренним диаметром, равным внутреннему диаметру трубопровода;- a casing in the form of a pipe with an inner diameter equal to the inner diameter of the pipeline;
- кольцо-седло, закрепленное внутри корпуса в нормальной плоскости продольной оси трубы корпуса и разделяющее внутреннюю полость корпуса на входной и выходной каналы;- a saddle ring fixed inside the housing in the normal plane of the longitudinal axis of the housing pipe and dividing the internal cavity of the housing into the input and output channels;
- дисковый запорный орган, взаимодействующий с кольцом-седлом;- disk locking organ interacting with the ring-seat;
- поворотный вал, соединенный с дисковым запорным органом;- a rotary shaft connected to a disk locking body;
- исполнительный механизм поворотного вала;- rotary shaft actuator;
- ось поворотного вала перпендикулярна осевой продольной плоскости трубы корпуса.- the axis of the rotary shaft is perpendicular to the axial longitudinal plane of the pipe body.
Недостатки прототипа - сравнительно низкая скорость срабатывания из-за того, что запирание клапанного затвора, включающего дисковый запорный орган и кольцо-седло, осуществляется в два этапа - вначале поворот дискового запорного органа, затем его прижатие к кольцу-седлу, сравнительно высокое гидравлическое сопротивление из-за габаритов коаксиального поворотного вала и механизма возвратно-поступательного движения, сложность и нетехнологичность конструкции, так как любое изменение технических требований влечет разработку нового проекта.The disadvantages of the prototype are the relatively low response speed due to the fact that the locking of the valve shutter, including the disk locking element and the seat ring, is carried out in two stages - first, the rotation of the disk locking element, then it is pressed against the seat ring, the relatively high hydraulic resistance of - due to the dimensions of the coaxial rotary shaft and the mechanism of reciprocating motion, the complexity and low technological design, since any change in technical requirements entails the development of a new project a.
Технический результат от использования изобретения - повышение скорости срабатывания предохранительно-запорного клапана при экстренном перекрытии трубопровода, снижение его гидравлического сопротивления, повышение технологичности за счет унификации и снижения номенклатуры комплектующих изделий.The technical result from the use of the invention is to increase the operating speed of the safety shut-off valve during emergency blocking of the pipeline, reduce its hydraulic resistance, increase manufacturability by unifying and reducing the range of components.
Указанный технический результат достигается тем, что в предохранительно-запорном клапане, содержащем корпус в виде трубы с внутренним диаметром, равным внутреннему диаметру трубопровода, клапанный затвор, включающий дисковый запорный орган и кольцо-седло, установленное в нормальной плоскости к продольной оси трубы корпуса и разделяющее корпус на входной и выходной каналы, поворотный вал, соединенный с дисковым запорным органом, и исполнительный механизм поворотного вала, ширина кольца седла равна (2,0...4,5)S, где S - толщина стенки трубы корпуса, внутренняя поверхность кольца-седла имеет форму усеченного конуса с основанием в сторону входного канала, минимальная толщина кольца-седла превышает половину толщины трубы корпуса, дисковый запорный орган жестко скреплен с поворотным валом угловым соединением, имеет диаметрально расположенное резиновое уплотнение и в закрытом положении опирается на внутреннюю поверхность кольца-седла без консолей, а в полностью открытом положении расположен вдоль оси трубы корпуса, при этом ось поворотного вала отстоит на расстоянии, равном 1,0...1,5 ширины кольца-седла, как от осевой плоскости трубы корпуса, так и от плоскости контакта дискового запорного органа с внутренней поверхностью кольца-седла, а исполнительный механизм обеспечивает разворот поворотного вала на угол 88±2,0°. Поворотный вал выполнен в виде двух соосных валов, один из которых соединен с исполнительным механизмом поворотного вала, а другой закреплен в герметизированном подшипнике в корпусе клапана и имеет фаску под ручку ручного взвода. Исполнительный механизм поворотного вала содержит электропривод, силовой редуктор, силовую цилиндрическую пружину, один конец которой неподвижно закреплен в корпусе исполнительного механизма приводного вала, а другой скреплен с выходным органом силового редуктора, автомат экстренного закрытия клапана, ручной дублер экстренного закрытия клапана и ручной привод. Электропривод исполнительного механизма поворотного вала содержит электродвигатель, редуктор с предохранительной муфтой и храповик с защелкой блокировки редуктора, силовой редуктор состоит из трех планетарных ступеней, в котором корончатое колесо первой планетарной ступени удерживается от проворота автоматом экстренного закрытия клапана, корончатое колесо второй планетарной ступени неподвижно закреплено в корпусе, а выходным органом силового редуктора является вал, выполненный за одно с водилом третьей планетарной ступени, корончатое колесо которой удерживается от проворота необратимой муфтой ручного привода.The specified technical result is achieved by the fact that in the safety shut-off valve containing the body in the form of a pipe with an inner diameter equal to the inner diameter of the pipeline, a valve shutter comprising a disk shut-off member and a seat ring mounted in a normal plane to the longitudinal axis of the housing pipe and separating housing on the input and output channels, a rotary shaft connected to a disk locking body, and an actuator of the rotary shaft, the width of the saddle ring is (2.0 ... 4.5) S, where S is the thickness of the pipe wall cor pus, the inner surface of the saddle ring has the shape of a truncated cone with the base towards the inlet channel, the minimum thickness of the saddle ring exceeds half the thickness of the housing pipe, the disk locking element is rigidly fastened to the rotary shaft by an angular connection, has a diametrically located rubber seal and rests in the closed position on the inner surface of the saddle ring without consoles, and in a fully open position it is located along the axis of the housing pipe, while the axis of the rotary shaft is spaced at a distance equal to 1.0 .. .1.5 the width of the seat ring, both from the axial plane of the housing pipe and from the contact plane of the disk locking element with the inner surface of the seat ring, and the actuator provides a rotation of the rotary shaft at an angle of 88 ± 2.0 °. The rotary shaft is made in the form of two coaxial shafts, one of which is connected to the rotary shaft actuator, and the other is fixed in a sealed bearing in the valve body and has a chamfer for the manual cocking handle. The actuator of the rotary shaft contains an electric drive, a power reducer, a power coil spring, one end of which is fixedly mounted in the housing of the actuator of the drive shaft, and the other is fastened to the output organ of the power reducer, an emergency valve closure machine, a manual valve emergency shutter and a manual drive. The electric actuator of the rotary shaft actuator contains an electric motor, a gearbox with a safety clutch and a ratchet with a latch for locking the gearbox, the power gearbox consists of three planetary steps, in which the castellated wheel of the first planetary gear is kept from turning by an automatic valve closing mechanism, the castellated gear of the second planetary gear is fixedly fixed in case, and the output organ of the power reducer is a shaft made in one with the carrier of the third planetary stage, the crowns atoe wheel which is held against rotation irreversible clutch manual actuator.
Клапанный затвор, входящий в предохранительно-запорный клапан и включающий дисковый запорный орган с диаметрально расположенным резиновым уплотнением, и кольцо-седло с внутренней поверхностью, имеющей форму усеченного конуса, является самостоятельным изобретением.The valve gate, which is part of the safety shut-off valve and includes a disk shut-off element with a diametrically located rubber seal, and a seat ring with an inner surface having the shape of a truncated cone, is an independent invention.
В патенте Российской Федерации №2020350, МПК 5 F 16 K 15/03, публ. 1994 г., описан обратный поворотный затвор, содержащий дисковый запорный орган и кольцо-седло, разделяющее внутреннюю полость цилиндрического корпуса на входной и выходной каналы и имеющее внутреннюю поверхность в виде усеченного конуса с основанием в сторону входного канала. Этот затвор отличается достаточно низким гидравлическим сопротивлением, так как внутренний диаметр корпуса равен внутреннему диаметру трубопровода, основание конуса внутренней поверхности кольца-седла расположено со стороны входного канала, а запорный орган выполнен плоским и в открытом состоянии расположен вдоль продольной оси корпуса. Недостаток такого затвора - сравнительно низкое быстродействие при закрытии затвора.In the patent of the Russian Federation No. 2020350, IPC 5 F 16
Технический результат от использования изобретения - повышение быстродействия срабатывания клапанного затвора при запирании.The technical result from the use of the invention is to increase the response speed of the valve shutter when locking.
Указанный технический результат достигается тем, что в клапанном затворе, содержащем дисковый запорный орган и кольцо-седло, разделяющее внутреннюю полость цилиндрического корпуса на входной и выходной каналы и имеющее внутреннюю поверхность в виде усеченного конуса с основанием в сторону входного канала, дисковый запорный орган представляет собой круглую плиту и уплотнительное кольцо, закрепленное по периферии запорного органа с помощью шайбы, и в закрытом положении опирается на внутреннюю поверхность кольца-седла со стороны входного канала без консолей, ширина кольца-седла равна (2,0...4,5)S, где S - толщина стенки этого трубопровода, угол при вершине конуса внутренней конической поверхности кольца седла равен φ=arctg{(0,8...1,1):(1+0,0021Dy)}, где φ - угол при вершине конуса, град., Dy - условный диаметр трубопровода, мм, при этом диаметр основания усеченного конуса, образующего внутреннюю поверхность кольца-седла, не превышает величины, равной (Dt-0,5·S), где Dt - внутренний диаметр трубы корпуса, мм, S - толщина стенки трубы корпуса, мм. Наружный диаметр уплотнительного кольца запорного органа равен Dук=Dкон+2σ, где Dyк - наружный диаметр уплотнительного кольца, мм, Dкон - диаметр расчетного контакта дискового запорного органа с внутренней поверхностью кольца-седла, мм, σ - величина деформации уплотнительного кольца в закрытом положении.The specified technical result is achieved by the fact that in the valve gate containing a disk locking member and a seat ring separating the internal cavity of the cylindrical body into the input and output channels and having an inner surface in the form of a truncated cone with the base towards the input channel, the disk locking member is a round plate and a sealing ring, fixed on the periphery of the locking body with a washer, and in the closed position rests on the inner surface of the ring-seat from the input side th channel without consoles, the width of the saddle ring is (2.0 ... 4.5) S, where S is the wall thickness of this pipeline, the angle at the apex of the cone of the inner conical surface of the saddle ring is φ = arctg {(0.8. ..1,1) :( 1 + 0,0021Dy)}, where φ is the angle at the apex of the cone, deg., Dy is the nominal diameter of the pipeline, mm, while the diameter of the base of the truncated cone that forms the inner surface of the saddle ring is not exceeds the value equal to (Dt-0.5 · S), where Dt is the inner diameter of the casing pipe, mm, S is the wall thickness of the casing pipe, mm. The outer diameter of the sealing ring of the locking member is Duk = Dcon + 2σ, where Dyk is the outer diameter of the sealing ring, mm, Dcon is the diameter of the calculated contact of the disk locking member with the inner surface of the seat ring, mm, σ is the deformation of the sealing ring in the closed position.
Изобретения поясняются чертежами. На фиг.1 изображен предохранительно-запорный клапан, вид со стороны входного канала, на фиг.2 - предохранительно-запорный клапан в разрезе, на фиг.3 - кольцо-седло, на фиг.4 - кинематическая схема исполнительного механизма поворотного вала.The invention is illustrated by drawings. In Fig.1 shows a safety shut-off valve, a view from the input channel, in Fig.2 is a safety shut-off valve in a section, Fig.3 is a ring-seat, Fig.4 is a kinematic diagram of the actuator of the rotary shaft.
Заявленный предохранительно-запорный клапан (фиг.1 и 2) содержит корпус 1, клапанный затвор 2, включающий дисковый запорный орган 3 и кольцо-седло 4, поворотный вал 5 и исполнительный механизм 6 поворотного вала. Корпус 1 выполнен из трубы того же сортамента, что и трубопровод, в который должен монтироваться предохранительно-запорный клапан, для чего корпус может иметь фланцы 7. Кольцо-седло 4 установлено в нормальном сечении корпуса 1, разделяет внутреннюю полость корпуса 1 на входной 8 и выходной 9 каналы и фиксируется упором 10 со стороны выходного канала 9. Герметизация кольца-седла 4 обеспечивается сальниковым уплотнителем 11. Внутренняя поверхность 12 кольца-седла 4 (фиг.3) имеет форму усеченного конуса с основанием 13 в сторону входного канала 8. Наружный диаметр кольца-седла 4 равен внутреннему диаметру трубы корпуса 1, а диаметр основания 13 усеченного конуса, образующего внутреннюю поверхность 12 кольца-седла 4, не превышает величины, равной (Dt - 0,5S), где Dt - внутренний диаметр трубы корпуса 1, мм, S - толщина стенки трубы корпуса 1, мм. При большем диаметре основания усеченного конуса снижается прочность кольца-седла 4. Ширина кольца-седла 4 в 2,0...4,5 раза превышает толщину стенки трубы корпуса 1, а угол при вершине конуса, образующего внутреннюю поверхность 12 кольца-седла 4, равен φ=arctg{(0,8...1,1):(1+0,0021 Dу)(, где угол при вершине конуса, град., Dy - условный диаметр трубы трубопровода, для которого предназначен предохранительно-запорный клапан, мм. Минимальная ширина кольца-седла 4 ограничена возможностью обеспечения контакта дискового запорного органа 3 с внутренней поверхностью 12 кольца-седла 4, максимальная ширина - достаточностью такого условия. Угол при вершине усеченного корпуса менее рассчитанного по приведенной формуле не позволяет обеспечить необходимый контакт дискового запорного органа с поверхностью 12 кольца-седла 4, при большем угле при вершине усеченного конуса - не обеспечивается исключение возможности заклинивания дискового запорного органа 3 в кольце-седле 4. Дисковый запорный орган 3 (фиг.4) в закрытом положении опирается на внутреннюю поверхность 12 кольца-седла 4 со стороны входного канала 8 и снабжен диаметрально расположенным резиновым уплотнителем в виде уплотнительного кольца 14, закрепленного по периферии дискового запорного органа 3 с помощью шайбы 15. Наружный диаметр уплотнительного кольца 14 равен Dук=Dкон+2σ, где Dyк - наружный диаметр уплотнительного кольца 14, мм, Dкон - диаметр расчетного контакта дискового запорного органа 3 с внутренней поверхностью 12 кольца-седла 4, мм, σ - величина деформации уплотнительного кольца 14 в закрытом положении, мм. При таком наружном диаметре уплотнительного кольца 14 обеспечивается надежная герметизация выходного канала 9 от входного канала 8. На поворотном вале 5 (фиг.2) дисковый запорный орган 3 закреплен угловым соединением 16, например, через перпендикулярный к поворотному валу кронштейн. Поворотный вал 5 может быть выполнен в виде двух соосных валов 51 и 52, установленных в корпусе 1 в герметизированных подшипниках 17. Вал 51 соединен с выходным валом исполнительного механизма 6. Вал 52 на свободном конце имеет фаску 18 под рычаг ручного взвода. Ось валов 51 и 52 отстоит от плоскости контактирования дискового запорного органа 3 с внутренней поверхностью 12 кольца-седла 4 и от осевой плоскости трубы корпуса 1 на расстоянии, равном (2,0...4,5)S, где S - толщина стенки трубы корпуса 1. При меньших расстояниях не исключается возможность заклинивания дискового запорного органа 3 в трубе корпуса 1, при больших расстояниях - не исключается возможность заклинивания дискового запорного органа 3 в кольце-седле 4.The claimed safety shut-off valve (FIGS. 1 and 2) comprises a housing 1, a valve shutter 2, including a
Исполнительный механизм 6 смонтирован на корпусе 1 на фланце 19 и содержит (фиг.4) электропривод 20, силовой редуктор 21, силовую пружину 22, автомат 23 экстренного закрытия клапана, ручной дублер 24 экстренного закрытия клапана и механизм ручного привода 25. Электропривод 20 содержит электродвигатель 26, редуктор 27 с предохранительной муфтой и храповик 28 с защелкой блокировки редуктора 27. Силовой редуктор 21 состоит из трех планетарных ступеней. Корончатое колесо 29 первой планетарной ступени удерживается от проворота автоматом 23, выполненным в виде электромагнитной муфты-защелки 30 с якорем 31. Корончатое колесо 32 второй планетарной ступени неподвижно закреплено в корпусе. Корончатое колесо 33 третьей планетарной ступени соединено с шестерней 34 механизма ручного привода 25 и удерживается от проворота необратимой муфтой 35. Выходным органом силового редуктора 21 является вал 36, выполненный заодно с водилом 37 третьей планетарной ступени. Силовая пружина 22 одним концом закреплена неподвижно в корпусе, другим соединена с водилом 37. Между второй и третьей планетарными ступенями установлена зубчатая односторонняя муфта 38. Ручной дублер 24 содержит шток 39 с пружиной возврата 40, ручку 41 и кулачок 42.The actuator 6 is mounted on the housing 1 on the flange 19 and contains (Fig. 4) an electric actuator 20, a
Предохранительно-запорный клапан (фиг.1, 2) работает следующим образом. После установки предохранительно-запорного клапана в трубопровод, внутренний диаметр трубы которого соответствует (равен или отличается в пределах промышленных допусков) внутреннему диаметру трубы корпуса 1, исходное состояние клапана - закрытое, т.е. дисковый запорный орган 3 опирается без консолей на внутреннюю поверхность 12 кольца-седла 4 с давлением, достаточным для надежной герметизации выходного канала 9 от входного 8. Положение дискового запорного органа 3 относительно кольца-седла 4 определяется расстоянием поворотного вала 5 от плоскости контакта уплотнительного кольца 14 с внутренней поверхностью 12. Для исключения возможности заклинивания дискового запорного органа 3 в кольце-седле 4 внутренняя поверхность 12 имеет форму усеченного конуса с углом при вершине, равным φ=arctg{(0,8...1,1):(1+0,0021Dy)}, где φ - угол при вершине конуса, град., Dy - условный диаметр трубопровода, мм, диаметр основания усеченного конуса, образующего внутреннюю поверхность кольца-седла, не превышает величину, равную (Dt-0,5·S), где Dt - внутренний диаметр трубы корпуса, мм, S - толщина стенки трубы корпуса, мм, ширина кольца-седла 4 в 2,0...4,5 раза превышает толщину стенки трубы корпуса 1, а отстояние оси вращения поворотного вала 5 от продольной оси трубы корпуса 1 и от плоскости контактирования дискового запорного органа 3 с внутренней поверхностью 12 кольца-седла 4 равно ширине кольца-седла 4. Поворотный вал 5 с целью унификации и снижения гидравлического сопротивления может быть выполнен в виде двух соосных валов 51 и 52, с которыми дисковый затворный орган жестко скреплен кронштейнами 16. В этом случае открытие клапанного затвора 2 может осуществляться либо вручную поворотом вала 52 с помощью рычага ручного взвода (на фиг.1, 2 не показан), либо вращением вала 51 исполнительным механизмом 6. Вручную рычаг ручного взвода поворачивается на 90°, в результате чего дисковый запорный орган располагается вдоль продольной оси трубы корпуса 1. При открытии клапанного затвора с использованием исполнительного механизма 6 после подачи питания на электродвигатель 26 вращение от его вала через редуктор 27 и силовой редуктор 21 передается на выходной вал 37, соединенный с валом 51. Одновременно взводится силовая пружина 22, конец которой связан с водилом 37. С поворотом вала 51 дисковый запорный орган 3 выводится из кольца-седла 4 и клапан открывается, при этом вследствие того, что ось вращения дискового запорного органа 3 смещена относительно продольной оси трубы корпуса 1 и совпадающей с ней оси кольца-седла 4, в траектории движения каждой точки уплотнительного кольца 14 имеется составляющая, перпендикулярная внутренней поверхности 12 кольца-седла 4, поэтому уплотнительное кольцо 14 будет отрываться от поверхности 12, чем снижается его износ. После отключения электродвигателя 26 якорем 31 электромагнитной муфты 30 осуществляется стопорение (торможение) силового редуктора 21 и силовой пружины 22.Safety shut-off valve (figure 1, 2) works as follows. After installing the safety shut-off valve in the pipeline, the inner diameter of the pipe of which corresponds (is equal to or different within the industrial tolerances) to the inner diameter of the pipe of the housing 1, the initial state of the valve is closed, i.e. the
Экстренное закрытие клапана может осуществляться по командному сигналу при срабатывании автомата 23 или вручную ручным дублером 24. При подаче электропитания на электромагнитную муфту 30 ее якорь 31 выходит из пазов корончатого колеса 29 силового редуктора 21 и растормаживает его. Силовая пружина 22 начинает вращать водило 37 третьей планетарной ступени и соответственно вторую и первую планетарные ступени. Вращение водила 37 через вал 36 передается валу 51, дисковый запорный орган 3 вращением вокруг оси вала 51 вводится в контакт с внутренней поверхностью 12 и клапанный затвор 2 запирается. Зубчатая односторонняя муфта 38 после закрытия клапана, когда прекращается вращение третьей планетарной ступени силового редуктора 21, обеспечивает гашение (рассеивание) кинематической энергии второй и первой планетарных ступеней. Закрытие клапана ручным дублером 24 осуществляется поворотом ручки 41 в направлении, при котором кулачок 42 освобождает пружину 40, в результате чего шток 39 вытягивает якорь 31 из пазов корончатого колеса 30, растормаживая силовой редуктор 21. Далее производится быстрое закрытие клапанного затвора 2, как и при срабатывании автомата 23. Медленное открытие и закрытие клапана может осуществляться ручным приводом 25. Вращение от маховика ручного привода 25 через необратимую муфту 35 и шестерню 34 передается на корончатое колесо 33 третьей планетарной ступени силового редуктора 21 и от него на вал 51.Emergency closing of the valve can be carried out by a command signal when the
В сравнении с прототипом, повышение быстродействия заявленного предохранительно-запорного клапана при закрытии обеспечивается тем, что закрытие осуществляется только вращением дискового запорного органа 3 и время закрытия ограничено лишь техническими возможностями исполнительного механизма 6. Гидравлическое сопротивление предохранительно-запорного клапана в открытом положении понижено за счет снижения гидравлического сопротивления поворотного вала 5, обтекаемости форм дискового запорного органа 3, кронштейнов 16 и конусности внутренней поверхности 12 кольца-седла 4. Исключение заклинивания дискового запорного органа 3 в кольце-седле 4 и корпусе 1 обеспечивается тем, что внутренняя поверхность кольца-седла 4 имеет форму усеченного конуса с соответствующим углом при вершине конуса и тем, что ось вращения поворотного вала 5 отстоит на соответствующих расстояниях и от продольной оси трубы корпуса 1, и от поверхности контактирования дискового запорного органа 3 с кольцом-седлом 4. Технологичность конструкции предохранительно-запорного клапана обеспечивается тем, что для разных типоразмеров используются одни и те же комплектующие изделия - исполнительный механизм 6, валы 51 и 52, подшипники, в которых они установлены, кронштейны 16, крепежные болты. Корпус 1 изготавливается из трубы того же сортамента, что и трубопровод, для которого предназначен предохранительно-запорный клапан.Compared with the prototype, the increase in speed of the claimed safety shut-off valve during closing is ensured by the fact that closing is carried out only by rotation of the disk shut-off
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002118510/06A RU2232330C2 (en) | 2002-07-09 | 2002-07-09 | Safety cut-off valve and cutting-off assembly of valve |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002118510/06A RU2232330C2 (en) | 2002-07-09 | 2002-07-09 | Safety cut-off valve and cutting-off assembly of valve |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002118510A RU2002118510A (en) | 2004-04-10 |
| RU2232330C2 true RU2232330C2 (en) | 2004-07-10 |
Family
ID=33412627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002118510/06A RU2232330C2 (en) | 2002-07-09 | 2002-07-09 | Safety cut-off valve and cutting-off assembly of valve |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2232330C2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104613183A (en) * | 2015-02-15 | 2015-05-13 | 江苏神通阀门股份有限公司 | High-pressure butterfly valve |
| RU2594097C1 (en) * | 2015-04-01 | 2016-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью Фирма "Саратовгазприборавтоматика" (ООО Фирма "СГПА") | Safety-shutoff valve |
| CN109611606A (en) * | 2018-11-30 | 2019-04-12 | 中国船舶重工集团公司第七研究所 | Aeration valve for diesel engine |
| RU197571U1 (en) * | 2019-12-26 | 2020-05-13 | Акционерное общество "Технодинамика" | Neutral gas shutoff valve |
| RU197568U1 (en) * | 2019-12-26 | 2020-05-13 | Акционерное общество "Технодинамика" | Electric Overhead Crane |
| RU2794680C2 (en) * | 2021-08-13 | 2023-04-24 | Общество с ограниченной ответственностью «Уральский завод газоочистной аппаратуры» | Sealing localizing valve |
-
2002
- 2002-07-09 RU RU2002118510/06A patent/RU2232330C2/en active IP Right Revival
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104613183A (en) * | 2015-02-15 | 2015-05-13 | 江苏神通阀门股份有限公司 | High-pressure butterfly valve |
| CN104613183B (en) * | 2015-02-15 | 2017-07-18 | 江苏神通阀门股份有限公司 | A kind of high pressure butterfly valve |
| RU2594097C1 (en) * | 2015-04-01 | 2016-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью Фирма "Саратовгазприборавтоматика" (ООО Фирма "СГПА") | Safety-shutoff valve |
| CN109611606A (en) * | 2018-11-30 | 2019-04-12 | 中国船舶重工集团公司第七研究所 | Aeration valve for diesel engine |
| RU197571U1 (en) * | 2019-12-26 | 2020-05-13 | Акционерное общество "Технодинамика" | Neutral gas shutoff valve |
| RU197568U1 (en) * | 2019-12-26 | 2020-05-13 | Акционерное общество "Технодинамика" | Electric Overhead Crane |
| RU2794680C2 (en) * | 2021-08-13 | 2023-04-24 | Общество с ограниченной ответственностью «Уральский завод газоочистной аппаратуры» | Sealing localizing valve |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107429859B (en) | Flow control valve for energy recovery | |
| US3778027A (en) | Quick closing valve actuator | |
| US10563787B2 (en) | Electric actuator system and method | |
| US2987292A (en) | Mechanically operated collapsible valve | |
| RU2232330C2 (en) | Safety cut-off valve and cutting-off assembly of valve | |
| US6585228B1 (en) | Electric valve actuator with eddy current clutch | |
| US3697042A (en) | Dual action butterfly valve | |
| RU28522U1 (en) | Safety shut-off valve and valve | |
| US4611630A (en) | Single hydraulic line choke valve system | |
| RU159493U1 (en) | SHUT-OFF CONTROL BALL VALVE | |
| WO2016099337A1 (en) | Shutoff and control ball valve | |
| RU203284U1 (en) | Ball valve | |
| RU2234019C2 (en) | Safety stop valve | |
| RU2002118510A (en) | SAFETY AND VALVE VALVE AND VALVE VALVE | |
| RU2486395C1 (en) | Ball valve | |
| RU2273784C1 (en) | Device for control of valving unit | |
| RU2209356C2 (en) | Shut-off fitting electric drive | |
| RU2756951C2 (en) | Double-closure valve | |
| EP4174351B1 (en) | Valve assembly | |
| RU2184283C2 (en) | Pneumatic drive for blow-off regulating valves | |
| RU2059906C1 (en) | Shut-off and final-control valve | |
| RU28523U1 (en) | Safety shut-off valve | |
| WO2004003411A1 (en) | A gate assembly | |
| RU2220349C2 (en) | Cutoff valve | |
| NZ337194A (en) | Valve cartridge including an actuator which closes the valve with a predetermined pressure and stop means comprising spaced apart lugs |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050710 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20071020 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20101208 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20140529 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180710 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20210210 |