RU2794680C2 - Sealing localizing valve - Google Patents

Abstract

FIELD: safety shut-off valves.

SUBSTANCE: device is related to safety shut-off valves used mainly in room ventilation systems, in particular shelters, requiring increased safety in case of a sharp increase in air pressure in which the shelters are located. Technical solutions can also be used in ventilation systems for buildings and structures, including nuclear power plants. The sealing localizing valve includes a housing in which clamps are installed and through holes are formed for placing an axle, on which two eccentrics are located, fixed to the axle by one side of the spring, axle cavities and a plate on which a cover is fixed that presses the free ends of the springs to the plate, with cams, embedded in the depressions, increasing the angle of rotation of the axis relative to the plate, on which the half-rims are located, with their ends abutting against the eccentrics and the circumference of the half-rims abutting against the sealing annular gasket with the possibility of squeezing the gasket out until it touches the body, sealing the space where it is located.

EFFECT: reducing the torque on the valve axis, increasing its tightness and efficiency, as well as simplifying the design.

1 cl, 5 dwg

Description

Устройство относится к предохранительным запорным клапанам, используемым преимущественно в системах вентиляции помещений, в частности, укрытий, требующих повышенной безопасности на случай резкого повышения давления воздушной среды, в которой находятся укрытия. Технические решения могут быть также использованы в системах вентиляции зданий и сооружений, в том числе АЭУ (Атомных энергетических установках).The device belongs to the safety shut-off valves used mainly in ventilation systems of premises, in particular, shelters, requiring increased safety in case of a sharp increase in air pressure in which the shelters are located. Technical solutions can also be used in ventilation systems of buildings and structures, including nuclear power plants (Nuclear Power Plants).

Известны клапаны герметические, каждый из которых характеризуется наличием тарели с возможностью поворота внутри корпуса клапана и прилегания тарели к седлу герметизации (место прилегания тарели).Hermetic valves are known, each of which is characterized by the presence of a plate with the ability to rotate inside the valve body and fit the plate to the sealing seat (the place where the plate fits).

Известен клапан герметический вентиляционный [Патент RU № 77945, МПК F16K 7/02, опубл. 10.11.2008], характеризующийся наличием цилиндрического корпуса, внутри которого установлена поворотная тарель, шарнирно закрепленная на двуплечем рычаге, средняя часть которого связана с тарелью осью посредством жестко закрепленной на центральной части тарели.Known hermetic vent valve [Patent RU No. 77945, IPC F16K 7/02, publ. November 10, 2008], characterized by the presence of a cylindrical body, inside of which a rotary plate is installed, hinged on a two-arm lever, the middle part of which is connected to the plate with an axis by means of a plate rigidly fixed to the central part.

Недостатком этого технического решения является высокий крутящий момент на валу клапана независимо от направления потока перекрываемой среды.The disadvantage of this technical solution is the high torque on the valve shaft, regardless of the direction of flow of the medium to be blocked.

Известен предохранительно-запорный клапан и клапанный затвор [Патент RU № 2232330 МПК F16K 17/02, F16K 1/22, опубл. 10.07.2004] Результат получен клапаном - 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.Known safety shut-off valve and valve gate [Patent RU No. 2232330 IPC F16K 17/02, F16K 1/22, publ. 07/10/2004] The result was obtained by the valve - the inner surface of the seat ring has the shape of a truncated cone with the base towards the inlet channel. The minimum thickness of the seat ring is more than half the thickness of the body tube. The disk locking body is rigidly fastened to the rotary shaft with an angle joint, has a diametrically located rubber seal and, in the closed position, rests on the inner surface of the seat ring without consoles.

Недостатком этого технического решения является высокий крутящий момент на валу клапана, из-за силового прижатия уплотняющего кольца к седлу на максимальном рычаге, полный радиус тарели, по этой же причине высокий износ герметизирующего уплотнения.The disadvantage of this technical solution is the high torque on the valve shaft, due to the force pressing the sealing ring to the seat at the maximum lever, the full radius of the plate, for the same reason, the high wear of the sealing seal.

Известен дисковый затвор [Патент RU № 2030668 МПК F16K 1/226, опубл.10.03.1995] Результат получен клапаном - выполнение зажимного элемента в виде двух спиральных пружин, размещенных параллельно друг другу в плоскостях, симметричных поперечному сечению затвора, обеспечивает "ленточный" контакт уплотнительной поверхности эластичного вкладыша со сферической поверхностью поворотного диска при запирании затвора, что требует для создания необходимой герметичности меньших контактных давлений и, как следствие, повышает надежность затвора в целом.Known butterfly valve [Patent RU No. 2030668 IPC F16K 1/226, publ. 10.03.1995] The result is obtained by the valve - the implementation of the clamping element in the form of two helical springs placed parallel to each other in planes symmetrical to the cross section of the shutter, provides a "tape" contact the sealing surface of the elastic insert with a spherical surface of the rotary disk when the shutter is locked, which requires less contact pressure to create the necessary tightness and, as a result, increases the reliability of the shutter as a whole.

Недостатком этого технического решения является раздельные действия поворота тарели и принудительного уплотнения, эти действия усложняют привод дистанционного управления (такие привода не выпускаются) уплотняющее кольцо работает на жесткое растяжение уплотняющего вкладыша что значительно снижает надежность клапана в целом.The disadvantage of this technical solution is the separate actions of turning the plate and forced sealing, these actions complicate the remote control drive (such drives are not available), the sealing ring works on hard tension of the sealing insert, which significantly reduces the reliability of the valve as a whole.

Техническим результатом является снижение крутящего момента на оси клапана, повышение его герметичности и эффективности работы, а также упрощение конструкции.The technical result is to reduce the torque on the valve axis, increase its tightness and efficiency, as well as simplify the design.

Технический результат достигается тем, что клапан состоит из корпуса, в котором установлены фиксаторы, а также имеются сквозные отверстия для расположения оси. На оси расположены два эксцентрики, закреплённые к оси одной стороной пружины, впадины оси. На оси крепится тарель. На тарели крепится крышка с кулачками крышки. Крышка прижимает свободные концы пружин к тарели и кулачками крышки входит во впадины оси, вместе крышка и ось создают кулачковый узел, который не позволяет тарели повернуться относительно оси более чем на Х° угол. Так же крышка прижимает свободные концы пружин к тарели, что создает предварительную напряженность между тарелью и осью. На тарели расположены полуободы, концами упирающиеся в эксцентрики и герметизирующая кольцевая прокладка. При повороте оси, через пружины, усилие передаётся на тарель, за счёт чего тарель поворачивается вместе с осью до упора в фиксаторы. Упираясь в фиксаторы тарель, останавливается, в то время как ось, скучивая пружины, продолжает вращение и имеющимися на оси эксцентриками раздвигает контактирующие с эксцентриками полуободы, за счёт чего увеличивается длинна окружности полуободов на величину смещения эксцентриков, что ведёт к увеличению диаметра полуободов, увеличивающийся диаметр полуободов выдавливает герметизирующую кольцевую прокладку до упора с корпусом. Дальнейшее давление полуободов на герметизирующую кольцевую прокладку приводит к тому, что герметизирующая кольцевая прокладка деформируется, герметизируя пространство её нахождения.The technical result is achieved by the fact that the valve consists of a housing in which the clamps are installed, and there are also through holes for the location of the axis. There are two eccentrics on the axle, fixed to the axle by one side of the spring, the axle cavity. A plate is attached to the axis. A lid with lid cams is attached to the plate. The cover presses the free ends of the springs to the plate and with the cams of the cover enters the depressions of the axis, together the cover and the axle create a cam assembly that does not allow the plate to rotate relative to the axis by more than X ° angle. Also, the cover presses the free ends of the springs to the plate, which creates a preliminary tension between the plate and the axle. Half-rims are located on the plate, with their ends resting against eccentrics and a sealing ring gasket. When the axis is rotated, through the springs, the force is transmitted to the plate, due to which the plate rotates along with the axis until it stops against the clamps. Abutting against the clamps, the plate stops, while the axle, crowding the springs, continues to rotate and, using the eccentrics on the axle, pushes the semi-rims in contact with the eccentrics, due to which the length of the circumference of the semi-rims increases by the amount of displacement of the eccentrics, which leads to an increase in the diameter of the semi-rims, an increasing diameter semi-rims presses the sealing ring gasket against the body until it stops. Further pressure of the semi-rims on the sealing ring gasket leads to the fact that the sealing ring gasket is deformed, sealing the space of its location.

На Фиг. 1 представлен клапан вид спереди.On FIG. 1 is a front view of the valve.

На Фиг. 2 представлен клапан вид сбоку.On FIG. 2 is a side view of the valve.

На Фиг. 3 представлен клапан в разрезе вид спереди.On FIG. 3 is a sectional front view of the valve.

На Фиг. 4 представлен клапан в разрезе вид сбоку.On FIG. 4 is a sectional side view of the valve.

На Фиг. 5 представлен кулачковый узел в разрезе А-АOn FIG. 5 shows the cam unit in section A-A

Клапан состоит из корпуса 4, в котором установлены фиксаторы 8, а также имеются сквозные отверстия для расположения оси 2. На оси 2 расположены два эксцентрика 7, закреплённые к оси 2 одной стороной пружины 3, впадины 11 оси 2. На оси 2 крепится тарель 1, на которой крепится крышка 9 с кулачками 12 крышки. Крышка 9 прижимает свободные концы пружин 3 к тарели 1 и кулачками 12 крышки входит во впадины 11 оси. Вместе крышка 9 и ось 2 создают кулачковый узел 10, который не позволяет тарели 1 повернуться относительно оси 2 более чем на Х⁰ угол, так же крышка 9 прижимает свободные концы пружин 3 к тарели 1, что создает предварительную напряженность между тарелью 1 и осью 2. На тарели 1 расположены полуободы 5, концами упирающиеся в эксцентрики 7 и герметизирующая кольцевая прокладка 6.The valve consists of a body 4, in which latches 8 are installed, and there are also through holes for the location of the axis 2. On the axis 2 there are two eccentrics 7, fixed to the axis 2 by one side of the spring 3, depressions 11 of the axis 2. A plate 1 is attached to the axis 2 , on which the cover 9 is attached with the cams 12 of the cover. Cover 9 presses the free ends of the springs 3 to the plate 1 and cams 12 of the cover enters the depressions 11 of the axis. Together, cover 9 and axle 2 create a cam assembly 10, which does not allow plate 1 to rotate relative to axis 2 by more than X⁰ angle, as well as cover 9 presses the free ends of springs 3 against plate 1, which creates a pretension between plate 1 and axle 2. On the plate 1 there are semi-rims 5, with their ends resting against the eccentrics 7 and a sealing ring gasket 6.

Герметизирующая кольцевая прокладка 6 необходима для заполнения пространства в месте ее расположения, за счет чего производится герметизация тарели 1 с корпусом 4.The sealing ring gasket 6 is necessary to fill the space at its location, due to which the plate 1 is sealed with the body 4.

Пружины 3 необходимы для заневоливания тарели 1 относительно оси 2 в исходном положении, чтобы в конце цикла дать возможность оси 2 повернуться больше чем тарель 1 на Х°, величина дополнительного угла поворота зависит от величины тарели 1. Так как тарель 1 в равновесном состоянии, то поток, проходящий через клапан, может заставить тарель 1 колебаться, создавая ненужный шум в открытом состоянии. Количество пружин 3 зависит от диаметра тарели 1 и силы потока в трубопроводе, дополнительная цель установки пружин 3 заневолить и не дать войти в резонанс тарели 1.The springs 3 are necessary for capturing the plate 1 relative to the axis 2 in the initial position, in order to allow the axis 2 to rotate more than the plate 1 by X ° at the end of the cycle, the value of the additional angle of rotation depends on the size of the plate 1. Since the plate 1 is in equilibrium, then flow through the valve can cause poppet 1 to oscillate, creating unnecessary noise when open. The number of springs 3 depends on the diameter of the plate 1 and the flow force in the pipeline, the additional purpose of installing the springs 3 is to force and prevent the plate 1 from resonating.

Эксцентрики 7 необходимы для передачи момента силы на полуободы 5 с целю изменения диаметра полуободов 5.Eccentrics 7 are necessary to transfer the moment of force to half-rims 5 in order to change the diameter of half-rims 5.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Цикл запирания и герметизации проходного сечения клапана, характеризуется тем, что процесс состоит из двух циклов, каждый из которых выполняется поворотом оси 2.The cycle of locking and sealing the valve bore is characterized by the fact that the process consists of two cycles, each of which is performed by turning axis 2.

При выполнении цикла "Закрыто" приводом поворачивается ось 2. Через пружины 3 усилие передаётся на тарель 1, за счёт чего тарель 1 поворачивается вместе с осью 2 до упора в фиксаторы 8. Упираясь в фиксаторы 8, тарель 1 останавливается, в то время как ось 2, скучивая пружины 3, продолжает вращение и имеющимися на оси 2 эксцентриками 7 раздвигает контактирующие с эксцентриками 7 полуободы 5, за счёт чего увеличивается длинна окружности полуободов на величину смещения эксцентриков, увеличивая диаметр полуободов 5. Увеличивающийся диаметр полуободов 5 выдавливает герметизирующую кольцевую прокладку 6 до упора с корпусом 4. Дальнейшее давление полуободов 5 на герметизирующую кольцевую прокладку 6 приводит к тому, что герметизирующая кольцевая прокладка 6 деформируется герметизируя пространство её нахождения.When the “Closed” cycle is performed, the drive turns axis 2. Through the springs 3, the force is transmitted to the plate 1, due to which the plate 1 rotates together with the axis 2 until it stops against the clamps 8. Abutting against the clamps 8, the plate 1 stops, while the axis 2, crowding the springs 3, continues rotation and, using the eccentrics 7 on the axis 7, pushes the semi-rims 5 in contact with the eccentrics 7, thereby increasing the circumference of the semi-rims by the amount of displacement of the eccentrics, increasing the diameter of the semi-rims 5. The increasing diameter of the semi-rims 5 squeezes out the sealing ring gasket 6 to stop with the body 4. Further pressure of the semi-rims 5 on the sealing ring gasket 6 leads to the fact that the sealing ring gasket 6 is deformed, sealing the space of its location.

Ось 2 условно делит тарель 1 на равные части, обеспечивая минимальный крутящий момент на оси 2 клапана.Axis 2 conditionally divides the plate 1 into equal parts, providing a minimum torque on the valve axis 2.

При выполнении цикла "Открыто" механизм работает в обратном порядке.When performing the "Open" cycle, the mechanism works in reverse order.

Заявленный клапан обеспечивает возможность в конструкции клапанов довольно небольшим движением (для опытного образца 2 мм) при малом рычаге (для опытного образца диаметр вала 35 мм, а рычаг равен радиусу оси) создать высокие усилия для герметизации.The claimed valve makes it possible in the design of valves with a rather small movement (2 mm for a prototype) with a small lever (for a prototype, the shaft diameter is 35 mm, and the lever is equal to the radius of the axis) to create high sealing forces.

Claims (1)

Клапан герметический локализующий, включающий корпус, в котором установлены фиксаторы и образованы сквозные отверстия для расположения оси, на которой расположены два эксцентрика, закрепленные к оси одной стороной пружины, впадины оси и тарель, на которой закреплена крышка, прижимающая свободные концы пружин к тарели, с кулачками, входящими во впадины, увеличивающие угол поворота оси относительно тарели, на которой расположены полуободы, концами упирающиеся в эксцентрики и окружностью полуободов в герметизирующую кольцевую прокладку с возможностью выдавливания прокладки до упора с корпусом, герметизируя пространство ее нахождения.Hermetic localizing valve, including a housing in which clamps are installed and through holes are formed for locating an axle, on which two eccentrics are located, fixed to the axle by one side of the spring, axle cavities and a plate, on which a cover is fixed, pressing the free ends of the springs to the plate, with cams entering the depressions, increasing the angle of rotation of the axis relative to the plate, on which the half-rims are located, with their ends resting against the eccentrics and the circumference of the half-rims against the sealing annular gasket with the possibility of squeezing the gasket out to the stop with the body, sealing the space of its location.

Images